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星载单光子激光雷达海洋噪声模型

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 391-396页

作者：杨坚马跃于文博李少辉余婧王倩莹李松武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 中国空间技术研究院北京100098 武汉量子技术研究院湖北武汉430206

星载单光子激光雷达以超高灵敏度和超高重频的优势,在海洋探测领域展现了广泛的应用前景。雷达系统中的单光子探测器件具有极高的灵敏度,可以探测光子量级的回波信号,同时也极易受太阳背景光噪声影响。由于背景噪声直接影响激光雷达的... 详细信息

星载单光子激光雷达以超高灵敏度和超高重频的优势,在海洋探测领域展现了广泛的应用前景。雷达系统中的单光子探测器件具有极高的灵敏度,可以探测光子量级的回波信号,同时也极易受太阳背景光噪声影响。由于背景噪声直接影响激光雷达的工作性能,还会对星上原始的数据量产生影响,在卫星系统设计阶段,对噪声强度的准确估计至关重要。本文综合考虑大气后向散射、水面反射及水体后向散射的贡献,建立了一个星载单光子激光雷达海洋噪声的估计模型。以全球首个对地观测星载激光雷达ATLAS为例,在输入系统参数和环境参数后,模型估计的噪声与ATLAS实测噪声误差在15%以内,证实了该噪声模型的正确性。

关键词：光子计数激光雷达海洋探测噪声模型

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用于简单透镜成像系统的深度迭代滤波网络

激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 342-350页

作者：黄毅熊涛武汉光电国家研究中心华中光电技术研究所湖北武汉430223

提出一种基于迭代自适应滤波原理的端到端深度神经网络。该网络旨在解决由简单透镜的光学结构引起的显著图像边缘模糊问题。利用具有大视场的单个胶合透镜,提出一种像素级去模糊滤波器,该滤波器可有效地适应模糊的空间变化,从而恢复输... 详细信息

提出一种基于迭代自适应滤波原理的端到端深度神经网络。该网络旨在解决由简单透镜的光学结构引起的显著图像边缘模糊问题。利用具有大视场的单个胶合透镜,提出一种像素级去模糊滤波器,该滤波器可有效地适应模糊的空间变化,从而恢复输入图像的模糊特征。通过模拟和在原型摄像机系统上进行的实验验证了所提方法的有效性。

关键词：计算成像技术图像退化模型图像重建大视场深度学习

基于球形长周期光纤光栅的宽动态范围位移传感器实验研究

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 252-256页

作者：程朴覃慧玲蒲亮华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心湖北武汉430223 武汉船舶通信研究所湖北武汉430205

[目的]针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅(LPFG)位移传感器。[方法]采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入... 详细信息

[目的]针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅(LPFG)位移传感器。[方法]采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入单模光纤形成的气球形长周期光纤光栅(MMF-BLPFG),提供用于测量位移的参考峰。使用精密的连续切割装置作为实验基础,制备与仿真结果一致的实验样品进行测试。[结果]通过测量2个谐振峰的漂移,实现了36 mm的最大位移测量范围。[结论]该研究成果在舰船水下疏水空间管系的稳定性测量和连续监测等需要大规模测量的场景中具有良好的应用潜力。

关键词：光纤传感器长周期光纤光栅位移传感器折射率调制气球形传感器

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C波段高效率同轴渡越时间振荡器的仿真研究

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2220-2227页

作者：朱丹妮孟进邓秉方王海涛崔言程袁玉章海军工程大学军用电气科学与技术研究所湖北武汉430033 湖北东湖实验室湖北武汉430033

C波段高功率微波产生器件在通信、雷达等领域具有重要的应用前景,工业部门对其紧凑化和轻量化的需求越来越迫切。本文采用理论分析和2.5维粒子模拟方法,设计了一个基于三腔调制双腔提取结构的C波段高效率同轴渡越时间振荡器(coaxial tra... 详细信息

C波段高功率微波产生器件在通信、雷达等领域具有重要的应用前景,工业部门对其紧凑化和轻量化的需求越来越迫切。本文采用理论分析和2.5维粒子模拟方法,设计了一个基于三腔调制双腔提取结构的C波段高效率同轴渡越时间振荡器(coaxial transit-time oscillator,CTTO),有利于实现低频段高功率微波器件的轻小型化。在调制腔前设计合适的反射腔可以有效预防横电磁波模式(transverse electromagnetic mode,TEM)反向传输到阴极区域,同时能预调制电子束,有效提升器件转化效率。经模拟优化后的典型结果表明:当二极管电压458 kV、电流9.6 kA及外加导引磁场1.05 T时,在中心频率6.37 GHz处获得了功率1.83 GW、转化效率41.6%的微波输出。

关键词：同轴渡越时间振荡器 C波段高效率粒子模拟

基于热管堆的超临界二氧化碳核动力系统参数设计与优化研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1069-1075页

作者：戴春辉郭斯茂宋苹赵振兴柯志武武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室武汉430205 浙江大学核科学技术研究中心杭州310007 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最... 详细信息

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最优解集,并开展系统敏感性分析。研究结果表明提升系统参数可达到提升系统循环效率的目的,但同时也增加了设备尺寸规模,对提升紧凑性不利,各主要热力参数对系统效率和体积的敏感性相差较大。最终优化解的选择可从本文最优解集中,按可布置空间大小选取,从而获得兼顾效率和紧凑性的最优设计参数。

关键词：热管堆超临界二氧化碳系统热力参数

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超导动态电感探测器的噪声谱分析

物理学报 2024年第3期73卷 310-317页

作者：石中誉代旭城王浩宇麦展彰欧阳鹏辉王翼卓柴亚强韦联福刘旭明潘长钊郭伟杰舒诗博王轶文西南交通大学物理科学与技术学院量子光电实验室成都610031 南方科技大学深圳量子科学与工程研究所深圳518055 深圳国际量子研究院深圳518048 西南交通大学信息科学与技术学院信息量子技术实验室成都610031 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室北京100049

动态电感探测器容易频域集成,作为一种新兴的超导探测器件在(亚)毫米及光学波段的天文探测和阵列成像中得到了初步应用.在单像素层面,动态电感探测器的暗噪声水平是关键指标之一.本文详细介绍了一种适用于动态电感探测器的噪声功率谱分... 详细信息

动态电感探测器容易频域集成,作为一种新兴的超导探测器件在(亚)毫米及光学波段的天文探测和阵列成像中得到了初步应用.在单像素层面,动态电感探测器的暗噪声水平是关键指标之一.本文详细介绍了一种适用于动态电感探测器的噪声功率谱分析方法,可以较好地平衡噪声频谱分辨率与方差性能,准确且高效地进行噪声谱分析.利用此方法,研究了两种工艺的超导铝动态电感探测器,发现在铝膜上下两层镀氮化硅膜的样品的频率噪声约为裸铝样品的25%—50%.基于这种双层氮化硅工艺,进一步研究了多种几何设计的集总结构铝动态电感探测器在不同微波功率和温度下的噪声特性,实验结果与典型的二能级系统噪声行为相符.本文的研究为动态电感探测器的噪声谱表征提供了一种标准方法,并为研制低噪声的超导铝动态电感探测器奠定了基础.

关键词：动态电感探测器超导谐振器噪声谱

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基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 645-653页

作者：李方能梁益丰许江宁吴苗朱兵海军工程大学电气工程学院武汉430033 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数... 详细信息

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数平滑法的抗差与适应能力,减小了数据异常干扰对钟差预报性能的影响。与常用的多项式模型、谱分析模型、灰色预测模型及超快速钟差预报产品进行对比分析,结果表明:所提方法适用于不同BDS轨道与类型的卫星钟差预报,取得了良好的预报精度与稳定性,其对BDS卫星钟的6h平均预报精度分别提升了40.3%、31.7%、63.6%和36.6%,预报稳定性分别提升了43.8%、38.9%、65.4%和33.1%。

关键词：北斗卫星导航系统钟差预报鲁棒双参数指数平滑法钟差产品

基于QAR飞行大数据的空中颠簸风险时空分布模式探索与分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 482-490页

作者：张林意孙华波王纯余长慧卢宾宾武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 中国民航科学技术研究院航空安全研究所北京100028

空中颠簸是民航飞行过程中的重大安全风险之一,其空间分布模式的探索与分析对有效规避颠簸区域、提升飞行安全水平有重要意义。利用中国民航行业快速存取记录器(quick access recorder,QAR)大数据提取了2017—2019年中国范围内发生的空... 详细信息

空中颠簸是民航飞行过程中的重大安全风险之一,其空间分布模式的探索与分析对有效规避颠簸区域、提升飞行安全水平有重要意义。利用中国民航行业快速存取记录器(quick access recorder,QAR)大数据提取了2017—2019年中国范围内发生的空中颠簸事件,通过核密度估计和时空可视化对其时空分布特征进行了初步的探索性分析,采用空间自相关分析、热点分析、地理加权主成分分析等时空统计分析技术从不同层次和视角对民航空中颠簸风险进行空间分布模式与规律探索。结果表明,中国民航飞机2017—2019年空中颠簸事件较多出现于西藏地区、中部地区和东南部地区,其中第一阶梯和第二阶梯地区空中颠簸事件发生密度明显高于第三阶梯,且多位于第一阶梯和第二阶梯分界线附近。空中颠簸程度具有较为显著的空间自相关性,表现为高-高值聚集特征。在精细尺度视角下,地理加权主成分分析结果表明,空中颠簸风险与相关属性参数间关系存在典型的空间异质性特征。该研究为切实提升民航行业风险管理与安全水平,从时空视角提供了理论算法与实践应用支撑。

关键词：民航安全时空分布模式空间自相关地理加权主成分分析空间异质性

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脉冲放电驱动磨料流辅助磨削单晶碳化硅研究

机械工程学报 2024年第9期60卷 383-392页

作者：陈钊杰谢晋刘军汉熊长新李迪帆华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心武汉430223

单晶碳化硅作为半导体材料,其被加工表面及亚表面质量直接影响到电、磁、光等工作性能,但在高精度的机械加工中,纳米切深的不可控和高速主轴转动的刀具端跳会产生不稳定的切削力,导致表面微毛刺和改性层以及亚表面残余应力和损伤。因此... 详细信息

单晶碳化硅作为半导体材料,其被加工表面及亚表面质量直接影响到电、磁、光等工作性能,但在高精度的机械加工中,纳米切深的不可控和高速主轴转动的刀具端跳会产生不稳定的切削力,导致表面微毛刺和改性层以及亚表面残余应力和损伤。因此,在单晶碳化硅的金刚石磨削中,利用砂轮与工件间的脉冲放电驱动游离磨料流动,抵消机械作用对其表面及亚表面的影响,探究机械加工、磨料流抛光和热化学去除的复合加工对表面完整性的作用机制。首先建立复合加工表面成型与脉冲放电和流体动压的关系模型,然后分析脉冲放电对材料去除率以及磨粒损耗率的影响,最后讨论去毛刺效果、表面残余应力及亚表面损伤等。结果表明:在固结磨粒切削与轮廓复制过程中工件与磨粒界面形成了复合加工链,脉冲放电可驱动游离磨粒并对表面进行热化学改性,游离磨粒获得去除力去消除表面二氧化硅并重新暴露出Si-C键。降低脉冲放电能量和流体动压会促进脆性破坏转变为高表面质量的塑性去除。即使较大切深和较大主轴端跳产生的机械振动,脉冲放电驱动的热化学改性及游离磨粒抛光与金刚石磨削复合可以将残余压应力、表面微毛刺和亚表面损伤层厚度分别减少93%、73%和50%。

关键词：亚表面损伤残余应力单晶碳化硅脉冲放电磨料流加工