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新体制零中频脉冲压缩雷达研究

新体制零中频脉冲压缩雷达研究

作者： Yannick Salamin 浙江大学

学位级别：硕士

主动微波遥感,即微波雷达遥感,目前在农业、测绘、海岸带和海洋、森林、水文地质、土地利用和海冰调查方面有着广泛的应用。针对不同的应用,微波遥感雷达对信号源有着不同的要求,尤其是信号的波形、工作频率和带宽等参数,更是对探测效... 详细信息

主动微波遥感,即微波雷达遥感,目前在农业、测绘、海岸带和海洋、森林、水文地质、土地利用和海冰调查方面有着广泛的应用。针对不同的应用,微波遥感雷达对信号源有着不同的要求,尤其是信号的波形、工作频率和带宽等参数,更是对探测效果起着关键作用。本文采用了DDS方法产生基带信号,用正交调制器对其上变频,得到射频雷达信号。基带信号产生电路中采用FPGA作为主控制器,DDR DRAM为高速波形存储器,高性能DAC作数模转换,可以产生最高频率为125MHz的基带信号和带宽高达250MHz的线性调频信号。闪烁噪声和直流偏移对零中频接收机的性能有很大的影响。本文提出了一种具有普遍性的方法,可以消除基于零中频构架的脉冲压缩雷达上产生的影响。传统的零中频接收机中的低通滤波器被一个预定义的滤波器取代,用以滤除已解调雷达信号中的直流以及低频分量。仿真和实验结果说明了,基于对雷达信号和预定义滤波器的已有知识,被滤除的低频分量所引起的性能退化,可以通过一个新的退化补偿方程来恢复。以后,我们的方法可以广泛地用在实现高度集成,高性能的脉冲压缩雷达系统。电磁波在媒质中的传播完全取决于媒质的色散。本文研究了单轴人工媒质Plasma频率附近的特殊色散。通过理论分析、全波仿真和实验测量,本文在Plasma频率附近观察到了源于媒质色散曲面形变的负群速现象,同时测量得到了亚光速的电磁波波前速度(Front velocity)和包络畸变,验证Sommerfeld和Brillouin关于电磁波波前速度在任何媒质中均不会超过自由空间中光速的论断。

关键词：雷达 DDS 零中频接收机脉冲压缩色散负群速度

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电磁透明及色散补偿研究

电磁透明及色散补偿研究

作者：王春浙江大学

学位级别：硕士

人工电磁媒质色散控制和补偿是电磁波领域的研究热点。本文基于色散控制理论研究了太赫兹频段的人工电磁透明媒质和微波频段的信号包络色散补偿问题。首先,本文研究在太赫兹频段的透明媒质,尤其是全角度透明媒质和超宽带宽透明媒质。基... 详细信息

人工电磁媒质色散控制和补偿是电磁波领域的研究热点。本文基于色散控制理论研究了太赫兹频段的人工电磁透明媒质和微波频段的信号包络色散补偿问题。首先,本文研究在太赫兹频段的透明媒质,尤其是全角度透明媒质和超宽带宽透明媒质。基于阻抗匹配和表面等效理论,提出一种能够实现全角度透明的人工电磁媒质,通过全波仿真和实验测量验证其有效性。并在此基础上,提出一种在电磁波正入射的情况下,透明带宽超过10%的超宽带宽人工电磁媒质。其次,本文研究基于微波频段的人工电磁媒质来抑制信号传输过程中的色散畸变问题。通过理论分析、全波仿真和实验测量,本文利用人工电磁媒质实现宽频带的反常色散,并利用反常色散中的负群速度效应实现对传输信号的超前群时延,从而抵消传输信号在正常色散媒质中产生的落后群时延,实现对信号包络畸变的色散补偿。最后,本文研究基于non-Foster元件来抑制信号包络在电路系统中的色散畸变问题。本文提出一种串联型二端口 non-Foster元件,基于对拓扑电路的理论分析、数值仿真和实验测量,实现此元件在微波频段的宽频带反常色散。同时,利用此元件的反常色散来抑制电路系统中Foster元件的正常色散,使得整体系统中电抗和导抗的色散曲线不随频率变化而变化,从而实现对信号包络畸变的色散补偿。

关键词：全角度透明媒质超宽带宽透明媒质负群速度 non-Foster元件

Oscillating guided modes in a symmetric five-layer slab waveguide with anisotropic-dispersive left-handed material

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Optoelectronics Letters 2010年第5期6卷 333-337页

作者：沈陆发王子华 Centre for Optical and Electromagnetic Research Zhejiang University Science College Huzhou Teachers College Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks Shanghai University

A symmetric five-layer slab waveguide with anisotropic and dispersive left-handed material (LHM) in the core and righthanded material (RHM) in other layers is investigated. Through Maxwell's equations and a transfer matrix method, the dispersion equations for the TE oscillating guided modes are obtained. Under consideration of two extremely anisotropic cases, some mode dispersion curves are plotted. The zero-order TE oscillating guided mode exists. Meanwhile, with the increase of mode number, their dispersion curves move to left or right, corresponding to positive or negative dielectric permittivity and magnetic permeability in the longitudinal direction. Besides, as the core thickness increases, mode dispersion properties change and three propagation properties appear: positive group velocity, negative group velocity and zero group velocity. The negative group velocity indicates the characteristics of the left-handed materials, and the zero group velocity implies that electromagnetic waves are trapped in the waveguide completely.

关键词：左手材料各向异性平板波导色散方程导模对称麦克斯韦方程组负群速度

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左手材料的奇异特性

西安邮电学院学报 2006年第3期11卷 131-136页

作者：田秀劳西安邮电学院应用数理系陕西西安710061

左手材料是指一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的材料。近几年在实验上取得了突破性的进展,尤其是在2003年,被美国的科学杂志评为当年十大科技进展之一。本文介绍了左手材料的概念、原理和它具有的负群速度、负折射率、理想成像、逆D... 详细信息

左手材料是指一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的材料。近几年在实验上取得了突破性的进展,尤其是在2003年,被美国的科学杂志评为当年十大科技进展之一。本文介绍了左手材料的概念、原理和它具有的负群速度、负折射率、理想成像、逆Doppler频移、反常Cerenkov辐射等种种奇异的物理性质。并回顾了这一领域近年来的发展状况。

关键词：左手材料负群速度负折射率开口金属谐振环光子晶体

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超光速通信研究获得新进展

硅谷 2011年第18期 1-2页

近日,物理领域国际顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表了上海交通大学物理系博士研究生张亮同学题为"Superluminal propagation at negative group velocity in optical fibers based on Brillouin lasing oscillat... 详细信息

关键词：超光速课题组光纤布里渊光导纤维物理评论快报受激散射受激布里渊散射负群速度光信号最新进展物理领域交通部第一交通大学上海交通大学

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简析负折射率及其效应

连云港师范高等专科学校学报 2006年第3期23卷 80-83页

作者：刘丽丽周艳玮徐建良汤炳书连云港师范高等专科学校自然科学系江苏连云港222006

介绍了负折射率材料的发现及研究历史,简单分析由负折射产生的负群速度、逆多普勒频移、反常切伦柯夫辐射、完美透镜等各种效应,进一步讨论负折射材料的应用展望。

关键词：负折射率负群速度完美透镜效应

无反转放大效应(AWI)对光速减慢与负群速传播的影响

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量子光学学报 2004年第B9期10卷 28-28页

作者：李路明肖峰彭翔郭弘陈徐宗北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所量子信息与测量教育部重点实验室北京100871

由于光子作为信息的载体有着天然的优越性 ,例如 ,传播速度快 ,信息量大等 .所以各国科学家都在不断地寻找各种方法去操控光子。其中电磁感应透明 (ElectromagneticallyInducedTransparency ,EIT) ,电磁感应吸收 (ElectromagneticallyIn... 详细信息

由于光子作为信息的载体有着天然的优越性 ,例如 ,传播速度快 ,信息量大等 .所以各国科学家都在不断地寻找各种方法去操控光子。其中电磁感应透明 (ElectromagneticallyInducedTransparency ,EIT) ,电磁感应吸收 (ElectromagneticallyInducedabsorption ,EIA )和无反转放大效应 (AmplificationWithoutInversion ,AWI)作为控制光子的手段一直受到人们的关注。电磁感应透明现象 (EIT)可以实现共振光无吸收传播的同时伴随有大的群速度色散效应 .我们实现了无缓冲气体的铯泡 (Cs)中的光脉冲群速度的减慢 ,通过在EIT的原子系统上加入非相干泵浦来产生AWI效应 ,我们发现光脉冲在其中的传播速度随着泵浦光强的增加而明显减小 ,延迟时间增加一倍 ,光脉冲的群速度相当于c / 4 0 0 0 0。此外 ,我们还利用电磁感应吸收现象(EIA)产生的大的负群速度色散效应 ,我们观察到了在无缓冲气体的铯泡 (Cs)中 ,光脉冲的负群速度传播的现象。通过EIA原子系统中非相干泵浦光的加入 ,AWI效应使得超光速现象变得更加明显 ,光脉冲的负群速度变得更大。最大的光脉冲超前时间可以达到 0 .9μs ,相当于光脉冲的群速度为 -c/ 4 0 0 0 0。总之 ,我们找到了一个实现光脉冲群速度的操控的新手段 ,通过外场的加入我们可以按要求来改变光脉?

关键词：无反转放大效应群速度色散效应光减速负群速度量子光学