摘要：设计了一套基于光子计数探测体制的激光雷达水深探测系统,该系统工作波长为532 nm,单脉冲激光能量为0.5μJ,脉冲宽度为400 ps,激光重频为10 kHz,单光子探测器死时间为22 ns,时间间隔分辨率为50 ps。首先介绍了光子计数探测体制激光雷达用于水深探测的基本原理及其相对于传统机载激光测深雷达的优越性;然后分析了水底回波信号产生的平均光电子数与系统单脉冲激光能量的关系,从而理论求取出该系统的极限测深能力为3.7 m左右。最后进行了外场实地试验,对所获激光雷达点云数据进行滤波和解算,成功测得了透明盘深度为1.2 m的浑浊水体深度为2 m以内的水下信息。

摘要：对提升激光雷达作用距离的方法进行了分析,针对2 km以上的远程探测应用,提出了一种轻小型能够全天时工作的光子计数激光三维成像雷达解决方案,可用于轻小型飞行器制导,无人机、直升机、船舶导航与避障,铁路轨道障碍物探查等有远程探测需求的应用场合。该系统采取光子计数高探测灵敏度方案,光学应用收发共光路设计,收发望远镜巧妙采用了共轭光学设计,二维扫描机构放置于望远镜的后方,不但扩大了望远镜口径,提升了作用距离,同时也缩减了扫描镜尺寸,有利于扫描速度的提高,激光收发采取窄发散角和瞬时视场共视场扫描设计,再结合超窄带滤波器的应用,使得系统能够实现强烈背景噪声条件下的工作。最后讨论了高重频微脉冲激光器、发射杂散光干扰、偏振激光雷达适应性以及光子计数背景滤波去噪处理技术等技术难点。

摘要：在铣削加工过程中,铣削振动会影响工件加工精度和工件表面质量。为探究铣削过程中加工参数对6061铝合金铣削振动的影响,通过设计单因素铣削实验,从时域、频域和时频域多个角度对加工过程中的振动信号进行分析,得出结论:①随着进给量和轴向铣削深度的增加,铣削振动增大,在轴向铣削深度为0.5mm时,增加进给量,X方向的振动幅值大于Y方向(进给方向)的振动幅值,当轴向铣削深度较小时,该现象并不明显;②进给量的增大对振动信号中的高频率成分影响更大,而轴向铣削深度的增加并不会导致这一结果的出现;③振动信号的主要能量集中在高频处,增大进给量和轴向铣削深度都会增加高频处的能量占比。

摘要：针对1∶10000比例尺立体测绘对高程控制点的需求,高分七号激光测高仪分系统在传统激光脉冲式距离测量技术的基础上,通过可见光光学被动成像与激光接收光学复合设计方案,同时获取激光足印在地物影像上的二维方位信息和大足印内的多回波波形,并对激光指向在轨监测关键技术进行了设计实现。关键技术仿真及试验结果表明:激光足印平面定位精度可达到5μrad,对强度变化33 dB内的回波测距均值最大变化3.3 cm。在轨监测数据表明:激光发射光轴稳定性优于0.5μrad,无云区域回波探测概率达到100%。测量获取的具备5μrad平面精度、1 m高程精度的激光落点可为1∶10000比例尺测绘提供高质量的控制点信息。

摘要：提出一种以柔性材料为衬底的新型可植入天线,天线初始结构为对称状共面波导天线,对此天线在对称面进行切半得到半切共面波导天线。采用HFSS在单层人体模型中对半切天线进行设计与分析,仿真结果表明天线在不同人体组织中会产生频率偏移,但在皮肤、肌肉、小肠中均能覆盖工业、科学和医疗频段(ISM)。仿真结果还显示天线在改变衬底厚度的情况下仍具有宽的带宽。对天线进行加工,采用猪肉馅和果冻状模拟皮肤分别对天线进行测试,其|S11|<-10dB的带宽分别为1.91~2.65GHz与2.19~2.79GHz,天线在2种环境中的测试带宽均能覆盖ISM频段,天线尺寸为6 mm×13.5 mm×24 mm。将天线与圆柱体共形,在肉馅中测试带宽为2.26~3.11 GHz,与目前已有天线相比,本文天线具有尺寸小、质量轻、带宽宽的特性,可应用于胶囊内视镜、无线心脏起搏器等可植入医疗器件中。

摘要：为了满足现代无线通信系统对小型超宽带天线的需求,提出了一种小型的超宽带单极子缝隙天线,天线印刷在0.4 mm厚的FR4介质基板上,尺寸为25.5×24 mm2。该天线的辐射单元为矩形辐射贴片,馈电线两侧有两个对称的C形寄生贴片,地面开有四个矩形凹槽和一个Φ形凹槽,辐射贴片与地面通过同轴馈线连接。利用HFSS2022软件对天线进行仿真优化,天线带宽为3~10.8 GHz,具有良好的带宽特性。

摘要：设计了基于新型开关电容阵列技术的激光回波数字化系统,实现了每秒5G个采样点(Gigabit Samples per Second,GSPS)的采样速率。利用单片模拟数字转换器件(Analog Digital Converter,ADC)实现了多元信号采样。该系统具有很大的发展潜力。介绍了多米诺环形采样器(Domino Ring Sampler,DRS)4的控制策略。设计了基于DRS4芯片的激光回波数字化电路,搭建了激光测试系统,并开展了基于DRS4的信号采样实验。实验结果表明,采用DRS4芯片进行激光回波数字化,能够达到最高5GSPS的采样速率,可实现多元系统设计,增大视场,同时降低系统功耗和成本。

摘要：为了减轻无线植入设备中植入天线所引起的不适性,本文提出了一种新型共面波导(coplanar waveguide,CPW)馈电的缝隙型可植入天线,天线衬底为20μm厚聚酰亚胺柔性材料。采用电磁仿真软件对天线进行优化设计,得到天线尺寸为11 mm×13 mm,天线在肌肉中的带宽为1.77~2.94 GHz,最大增益为-22.7 dBi。同时,分析了天线带宽随着人体模型尺寸、绝缘膜厚度、空气缝隙厚度以及不同人体组织中的的变化规律,并在尺寸为50 mm×50 mm×50 mm的填充肌肉人体模型中进行仿真。仿真结果表明,天线在肌肉、皮肤、小肠、胃等多种人体组织中均保持宽带特性,可以覆盖工业、科学和医疗(industrial,scientific and medical,ISM)频段,而且具有体积小、质量轻、带宽宽的特性。该研究在植入医疗设备中具有较好的应用价值。