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利用偏振分光技术的空间分离式四光相干运动目标探测

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激光与光电子学进展 2021年第3期58卷 106-112页

作者：任建迎孙华燕张来线赵延仲航天工程大学电子与光学工程系北京101416 航天工程大学研究生院北京101416

针对大动态范围下运动目标速度测量受限的问题,提出四光相干混频探测方法,通过提取多普勒频率以及移频量与多普勒差频可以实现更大动态范围的速度测量。在四光相干混频探测过程中,存在输出信号多和信号判别难度大的问题。为了解决以上问... 详细信息

针对大动态范围下运动目标速度测量受限的问题,提出四光相干混频探测方法,通过提取多普勒频率以及移频量与多普勒差频可以实现更大动态范围的速度测量。在四光相干混频探测过程中,存在输出信号多和信号判别难度大的问题。为了解决以上问题,提出并设计空间偏振分光结构的四光相干混频探测结构,使用偏振分光技术实现四路输出信号的完全空间分离,可以避免信号之间的相互影响,降低信号处理的难度。从理论上对结构进行原理分析,并使用光学仿真软件对其进行仿真分析,验证理论和结构的可行性,同时可根据不同探测器输出信号判断目标的运动方向。

关键词：相干光学四光相干偏振分光运动目标大动态范围多普勒频移

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强度扰动对双频激光相干探测性能的影响

激光与光电子学进展 2020年第3期57卷 173-179页

作者：任建迎孙华燕赵延仲张来线航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学电子与光学工程系光学工程教研室北京101416

采用双频激光相干探测技术实现高速目标的多普勒测量。结合随机统计理论和维纳-欣钦定理推导得到存在强度扰动时双频激光相干探测的信号功率谱函数,基于理论模型分析了拍频线宽和扰动频率对信号功率谱的影响,并进行了数值仿真和实验研... 详细信息

采用双频激光相干探测技术实现高速目标的多普勒测量。结合随机统计理论和维纳-欣钦定理推导得到存在强度扰动时双频激光相干探测的信号功率谱函数,基于理论模型分析了拍频线宽和扰动频率对信号功率谱的影响,并进行了数值仿真和实验研究。结果表明,功率谱分布表现为洛伦兹型,在远距离探测时,拍频信号线宽的增加使功率谱展宽。强度扰动频率接近多普勒频移量时,功率谱展宽,幅度下降,这增加了频谱提取难度,降低了多普勒测量精度。

关键词：激光光学双频激光拍频光强度扰动相干探测高速目标

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基于M-Z干涉光路的光学目标探测

光学精密工程 2018年第4期26卷 807-815页

作者：单聪淼孙华燕赵延仲陈剑彪任建迎装备学院北京101416

为了进一步提高激光主动探测系统对光学目标的探测识别能力,提出了一种利用扫描干涉场将目标的空间分布特征加载到反射光时间序列信号中,通过反射光时间分布的特征差异在复杂漫反射背景中探测光学目标的新方法。基于马赫-曾德尔干涉光... 详细信息

为了进一步提高激光主动探测系统对光学目标的探测识别能力,提出了一种利用扫描干涉场将目标的空间分布特征加载到反射光时间序列信号中,通过反射光时间分布的特征差异在复杂漫反射背景中探测光学目标的新方法。基于马赫-曾德尔干涉光发生体制,得到了远场干涉图样条纹间距与传输距离、M-Z干涉光发生装置参数和激光波长的关系式。分析了条纹间距对不同目标原路返回点处光强时间分布特性的影响。搭建了演示验证平台,结果显示,随着干涉场的条纹间距减小,光学目标的反射光时间分布峰峰数增多,峰峰比降低,而漫反射目标没有明显变化。漫反射目标和光学目标的反射光时间分布的方差、偏度和峰度等统计特征差异明显,其中峰度值分别为(4.37,62.8)、(4.03,34.97)和(3.91,35.4),整体相差一个数量级。利用反射光时间分布的包络形态和统计特征的较大差异可快速区分光学目标与漫反射背景。

关键词：激光主动探测相干探测马赫-曾德尔干涉光学目标漫反射

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“猫眼”逆向调制自由空间光通信技术

激光与红外 2017年第1期47卷 98-102页

作者：任建迎孙华燕张来线装备学院研究生院北京101416 装备学院光电装备系北京101416

"猫眼"逆向调制自由空间光通信链路通过逆向调制器对入射光调制并使其原路返回到发射端,链路只需要在一端使用搜索、捕获、跟踪系统,和传统终端相比重量轻、能耗小、费用低、组网灵活。文章首先对"猫眼"逆向调制自由空间光通信原理进行... 详细信息

"猫眼"逆向调制自由空间光通信链路通过逆向调制器对入射光调制并使其原路返回到发射端,链路只需要在一端使用搜索、捕获、跟踪系统,和传统终端相比重量轻、能耗小、费用低、组网灵活。文章首先对"猫眼"逆向调制自由空间光通信原理进行分析,介绍了"猫眼"光学系统和逆向调制器等核心元件的作用及特点,重点对"猫眼"光学系统优化方法及多量子阱电吸收型调制器和MEMS调制器的特点做了介绍,最后对MEMS调制器进行了简单的性能测试。

关键词：逆向调制猫眼光学系统多量子阱调制器 MEMS

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双频激光相干探测差频信号影响因素分析

激光与红外 2020年第4期50卷 407-412页

作者：任建迎孙华燕赵延仲张来线航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学电子与光学工程系北京101416

为实现高速运动目标的低多普勒探测,提出了双频相干激光的差频光探测方法。对双频激光相干产生的差频信号光学影响因素进行了分析。首先,根据干涉理论得到差频光,结合维纳-辛钦定理推导得到了差频光的功率谱函数。然后,利用频域积分法... 详细信息

为实现高速运动目标的低多普勒探测,提出了双频相干激光的差频光探测方法。对双频激光相干产生的差频信号光学影响因素进行了分析。首先,根据干涉理论得到差频光,结合维纳-辛钦定理推导得到了差频光的功率谱函数。然后,利用频域积分法得到差频光信噪比,并对差频光的条纹对比度进行了分析,最后进行了双频激光相干产生差频信号的实验研究。理论分析和实验表明,激光线宽的增大导致差频光信噪比和条纹对比度的下降,光程差越小条纹对比度越好,移频器的频率扰动导致差频光中心频率的波动。

关键词：双频激光激光线宽差频光相干探测高速目标

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空间激光通信发展现状及组网新方法

激光与红外 2019年第2期49卷 143-150页

作者：任建迎孙华燕张来线张天齐航天工程大学研究生院北京101416

针对现有无线电方法空间信息传输能力不足问题,简要分析了空间激光通信的优势,重点介绍了国内外空间激光通信的发展现状与计划,研究了空间激光通信的未来发展趋势。针对卫星小型化、网络化的发展趋势,提出了一种基于逆向调制技术的空间... 详细信息

针对现有无线电方法空间信息传输能力不足问题,简要分析了空间激光通信的优势,重点介绍了国内外空间激光通信的发展现状与计划,研究了空间激光通信的未来发展趋势。针对卫星小型化、网络化的发展趋势,提出了一种基于逆向调制技术的空间激光通信及组网方法。结合我国空间激光通信发展现状与不足,总结并分析了相关领域的关键技术。

关键词：空间激光通信星间激光通信空间中继逆向调制激光通信组网

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逆向调制激光通信作用距离及误码率分析

激光与红外 2016年第10期46卷 1206-1210页

作者：任建迎孙华燕赵延仲张来线装备学院北京101416

为了分析逆向调制激光通信系统中OOK调制方式下的误码率特性,在分析回波功率模型和误码率性能的基础上,利用Optisystem仿真软件建立了逆向调制激光通信链路。链路采用NRZ码对不同通信距离、不同能见度下的100 Mbps和1 Gbps通信速率进行... 详细信息

为了分析逆向调制激光通信系统中OOK调制方式下的误码率特性,在分析回波功率模型和误码率性能的基础上,利用Optisystem仿真软件建立了逆向调制激光通信链路。链路采用NRZ码对不同通信距离、不同能见度下的100 Mbps和1 Gbps通信速率进行了仿真,根据所得信噪比值计算出不同条件下的误码率,并结合"眼图"特征得出不同条件下可实现的逆向通信距离。结果表明,误码率随着大气能见度的增大而减小,随着通信距离增大而增加。在大气能见度为10 km的条件下,系统可以实现通信速率为100 Mbps、距离为2 km的逆向通信。

关键词：逆向调制激光通信 OOK 信噪比误码率

水平大气传输中部分相干光的光强分布及相干特性

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大气与环境光学学报 2020年第4期15卷 261-268页

作者：任建迎孙华燕赵延仲张来线航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学电子与光学工程系北京101416

利用光束的交叉谱密度函数得到了部分相干光的光强分布和相干长度的表达式,并基于该表达式就光源不同相干参数、不同湍流强度对部分相干光在水平大气传输中的光强分布和相干长度的影响效应进行了数值模拟,且与完全相干光进行了比较分析... 详细信息

利用光束的交叉谱密度函数得到了部分相干光的光强分布和相干长度的表达式,并基于该表达式就光源不同相干参数、不同湍流强度对部分相干光在水平大气传输中的光强分布和相干长度的影响效应进行了数值模拟,且与完全相干光进行了比较分析。研究结果表明:在自由空间传输过程中光强分布主要受衍射引起的展宽影响,光源相干参数越大光束的相干长度值越大。在湍流大气中,光源相干参数越大光强分布和相干长度受湍流大气强度变化影响越小。随着湍流强度和传输距离的增加,光束展宽效应增加,同时由于湍流叠加效应导致光束的相干长度下降。

关键词：部分相干光大气湍流光强分布相干长度水平传输

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逆向调制空间光通信快速捕获对准特性

光通信技术 2018年第9期42卷 37-40页

作者：张天齐樊桂花张来线任建迎航天工程大学研究生院北京101416 中国人民解放军32039部队航天工程大学电子与光学工程系北京101416

相较于传统自由空间光通信(FSO)系统,逆向调制空间光通信(MRR FSO)系统可以有效减少捕获对准时间。介绍了MRR FSO的工作原理,分析了MRR FSO系统链路建立过程以及与FSO系统捕获对准的数学模型。仿真结果表明:MRR FSO系统链路建立过程减... 详细信息

相较于传统自由空间光通信(FSO)系统,逆向调制空间光通信(MRR FSO)系统可以有效减少捕获对准时间。介绍了MRR FSO的工作原理,分析了MRR FSO系统链路建立过程以及与FSO系统捕获对准的数学模型。仿真结果表明:MRR FSO系统链路建立过程减少了一个终端的扫描过程,从而大幅降低链路所需时间,且不确定范围越大,MRR FSO系统的优势越大;在典型参数下,MRR FSO系统链路建立时间可以提高2个数量级;通过合理控制光束发散角可以实现不同通信距离条件下不影响信号的接收功率和最大捕获时间,实现不同距离的快速捕获对准。

关键词：自由空间光通信逆向调制捕获对准通信链路