摘要：为了研究空地环境的三维大规模多输入多输出天线阵列信道传射特性,提出了一种三维单射球形散射体的无人机、车空地大规模多输入多输出信道模型.相比以往的空地多输入多输出天线模型,在建模过程中考虑互耦效应对天线阵列的影响,并采用生灭过程对大规模多输入多输出天线的非平稳特性进行理论分析和建模,推导无人机和车在任意运动状态下的不同高度、运动方向以及时间的互相关函数以及不同角度扩展下对信道容量的影响.利用以往文献的空地实测数据和本模型仿真结果进行对比,数值结果表明该信道模型的特性与实际测量结果拟合程度高.通过分析衰落信道数据可知,在一定范围内增加天线间距和数量以及控制无人机飞行高度和俯仰角可以有效提升信道容量,这为设计航空通信链路中使用的大规模多输入多输出天线和定向天线中天线阵列的先进信号处理技术奠定了基础.

摘要：基于周期极化铌酸锂(PPLN)晶体提出并设计了一种高效紧凑腔内倍频绿光激光器。该激光系统采用808 nm激光二极管(LD)端面直接抽运Nd∶YVO4晶体,进而利用极化周期为7μm的PPLN晶体倍频产生532 nm绿光。通过在Nd∶YVO4和PPLN晶体端面镀膜构成激光腔镜,无需采用任何光学透镜、反射镜等分立光学元件,大大降低了系统体积和成本。实验结果显示,当激光器谐振腔腔长为12 mm,抽运功率为4.1 W时,绿光输出功率可达1.343 W,相应的光-光转换效率达32.8%。当LD抽运功率稳定在3.33 W时,2 h内的绿光输出功率波动小于5%。

摘要：针对多旋翼无人机平台上的测风设备会受到旋翼扰流干扰的问题,基于伯努利方程提出了一种适用于多旋翼无人机的利用正交式风压矢量分解反演风速风向的算法,并通过设计感压腔的布局与结构进一步降低了旋翼扰流的影响。利用Space claim和Meshing软件建立测风模型,通过Fluent软件改变流场内气流的速度与方向,对该测风法在不同流场中进行了仿真研究。在实际测量中,当风速高于2 m/s时正交式风压矢量分解测风法的测风速误差均保持在10%以内,证明了该法可以有效降低旋翼扰流对测风的干扰,实现高精度测风。

摘要：为了服务青藏高原铁路建设需要,本文在分析青藏高原冻土水热物理特性基础上,研究了冻土测试专用热敏电阻的非线性特性,通过实验逐点测试传感器温度值并进行分段拟合,得到热敏电阻的阻温关系曲线。结合青藏高原恶劣自然环境,设计了一种适应于青藏高原不同深度冻土温度监测系统。引入四线制方法,巧妙地设计了64通道温度监测电路,实现了不同深度冻土温度监测功能。根据测试精度要求,提出一种温度校正方法,解决了热敏电阻测量不稳定,信号畸变等问题。经过系统性能分析与实验室测试,结果表明系统能够满足不同深度冻土温度监测精度要求,功耗较低,具有良好的工作性能。

摘要：设计了一种基于光纤纺锤型空气腔的三明治结构全光纤马赫-曾德尔折射率传感器。纺锤型空气腔是通过普通单模光纤和光子晶体光纤熔接后再拉锥形成的。锥区的纺锤型空气腔和包层分别作为参考臂和传感臂,从而形成马赫-曾德尔干涉。基于FDTD Solutions和COMSOL仿真软件分别对传感器的干涉条纹及锥区电场分布进行了仿真,得到了折射率传感器干涉条纹波谷波长和有效折射率与环境折射率的关系。当环境折射率为1.36~1.37和1.37~1.38时,灵敏度分别为1 377.6和1 436nm/RIU。此传感器具有极短的干涉臂,能够降低损耗,且具有较高的折射率灵敏度。

摘要：为了精准监测降雨量大小、分析天气及气候实时变化,设计一种基于全连接神经网络的红外漫反射光学雨量计,通过雨量计测量降雨频率反演出降雨强度。雨量计由光电模块和MCU模块等组成,光电模块的红外发射端发射固定频率光信号,光信号通过雨滴时产生漫反射现象,红外接收端采集回波信号并进行放大采样,同时人工记录该时刻降雨强度。利用全连接神经网络算法拟合采样信号频率和降雨强度间的映射关系。实验结果拟合度达到0.962,该雨量计灵敏度高、速度快,可广泛应用于气象、交通等领域。

摘要：针对三维测风技术中常用的垂直正交测风阵列在消除阴影效应影响方面的缺陷,根据流场特性,设计了一种基于特殊四面体棱边构建的非正交测风阵列。该阵列旨在降低尾迹区湍流对测风路径平均风速的影响,并且对绕流干扰严重的测风路径进行数据补偿。利用GAMBIT软件建立测风阵列模型,通过FLUENT软件改变流场内气体流速和雷诺数等环境参数,仿真两种阵列在低速层流区和高速湍流区的不同性能,获取了速度分布云图和三组换能器所在路径速度折线图,说明了非正交测风阵列能够有效提高三维测风的精度。

摘要：针对风杯式风速传感器启动风速现场实时校准问题,分析了影响风杯式风速传感器启动风速的因素,提出了现场测量启动风速的方法,基于此方法设计了启动风速校准实验箱,为获得最优实验箱结构参数,通过Fluent软件分别研究了不同结构的动力段、整流段以及收缩段对实验箱流场形态的影响,选取合适的结构,确定了实验箱结构在不同风扇转速下的流场形态,结果表明:所设计的实验箱出口段气流速度平稳,方向一致,满足校准需求。

摘要：针对隧道无线信道视距和非视距传输环境下的车对车(V2V)通信系统,提出了一种隧道空间物理信道模型,其移动发射机和移动接收机均处于移动状态,无限数量的散射体随机分布在隧道壁上.从隧道空间物理信道模型开始引入了一种随机参考模型,考虑电磁信号的单点散射传播路径,推导出三维空间域信道特征参数,即空-时-频互相关函数、二维时频互相关函数、时间自相关函数和频率相关函数.此外,根据参考模型设计出一种高效的顺式和(SOC)信道仿真模型,其时间自相关和频率相关函数都和参考模型相符合.在信道模型的基础上,分析了V2V系统中天线数量和信噪比与信道容量的关系.

摘要：基于表面等离子体共振效应,设计一种锥形光纤探针折射率传感器。通过锥形结构理论模型与SPR共振模型,利用MATLAB与FDTD Solutions软件进行理论计算与模拟仿真,分析锥形光纤锥度比、传感区长度和银膜厚度对传感器发生共振时的共振深度的影响。通过对比所镀膜层的结构与厚度,从灵敏度与品质因素角度对传感器性能进行优化。结果表明随着锥形光纤锥度比增大,共振深度出现极值;传感区长度越长,共振深度越深;银膜在50 nm处传感器性能较优,银/二氧化钛复合膜结构的传感器灵敏度与品质因素高于单层膜结构传感器。