一、自制高性能2m波段天线（论文文献综述）
滕鹏[1]（2021）在《V波段高距离分辨率探测组件》文中指出宽带毫米波收发探测组件广泛应用于高分辨率成像、等离子剖面探测、高精度末敏引信等应用系统中。本文针对V频段频率窗口,研制了一款工作频率覆盖50GHz-75GHz的零中频调频连续波体制（FMCW）收发组件,对构成组件的各个功能模块进行了详细设计及加工测试,并通过合理配置发射波形,对集成后组件的整体探测性能进行了实验验证。主要内容包括:1、采用集成数字锁相环研制了一款覆盖整个X波段的扫频源,用于产生高线性度、短时常、大带宽的锯齿波。其实测带内相位噪声典型值为-90dBc/Hz@1KHz、-100dBc/Hz@10KHz、-106dBc/Hz@100KHz、杂散抑制大于60dB,在8.3GHz-10.5GHz频率范围内,输出功率典型值为7dBm,在10.5GHz-12.5GHz范围内,功率逐渐下降至3dBm。2、基于商用MMIC芯片及分立肖特基二极管,采用混合集成的形式,分别设计并制作了V波段有源6倍频器和V波段基波平衡混频器。有源6倍频器在大于6dBm的基波激励功率下,50GHz-75GHz频率范围内输出功率为10dBm-17dBm。基波混频器中频带宽为15GHz,在50GHz-75GHz频率范围内实测典型值变频损耗为9dB,下变频输入P1dB压缩点为5dBm。3、基于小孔耦合原理设计制作了V波段3dB波导定向耦合器。在缺少V波段矢网的情况下,搭建测试系统对耦合器的直通损耗及耦合度性能进行了测试。实测结果表明,在50GHz-75GHz频率范围内,耦合度为3±1dB,插入损耗小于1dB。4、在完成各功能模块研制的基础上,对整个组件进行了集成,在实验室环境中对固定角锥反射器目标进行了测试,并对测量数据进行了分析。本文所研制的V波段探测组件结构简单,工作带宽可覆盖整个V波段,可用于亚厘米级分辨率的应用场景中。需要说明的是,由于频率源外壳体结构件的加工缺陷,导致X波段内的扫频信号功率平坦度不好。为保证V波段发射功率的平坦度,实际测试所使用的X波段扫频信号范围为8.3GHz-10.5GHz,对应V波段的范围为49.8GHz-63GHz。
陈光[2]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中研究表明光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
唐子娟[3]（2021）在《基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究》文中提出光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）凭借其结构设计可控维度多、自由度大,能够实现传统光纤所无法实现的独特特性,如无尽单模特性、高双折射特性、高非线性特性等,而且其多孔结构也为气体、液体及金属等材料的填充修饰提供了天然的通道,成为当今光纤及光器件领域蓬勃发展的研究方向。基于PCF的滤波器,呈现出高的热稳定性、高消光比、结构紧凑等优势,为解决基于传统光纤滤波器的光纤器件中存在的诸多问题,提供了新的解决思路。本学位论文在国家自然基金面上项目等项目基金的支持下,以新型PCF滤波器研究为切入点,提出并研制出多种高性能连续波多波长光纤激光器,以及高灵敏度、结构简单、抗温度干扰的矢量曲率、拉力光纤传感器,并针对生物医学领域体液p H、呼吸氨浓度的测量需求,研制出具有生物兼容性的新型光纤生物传感器。论文取得的主要创新成果如下:1.首次提出并研制出一种基于拉锥型三芯PCF滤波器的可调谐掺铒多波长激光器。理论和实验相结合,研究拉锥型三芯PCF滤波器的拉力调谐特性。基于拉锥型三芯PCF滤波器,构建环形腔掺铒多波长激光器,实现了调谐范围分别为22.22 nm、14.36 nm、8.08 nm的可调谐单、双、三波长激光输出。其中,双波长激光实现的边模抑制比高达52 d B,波长间隔分别为自由谱宽两倍、三倍和四倍。与已报道的绝大多数基于特种光纤滤波器的激光器相比,该激光器具有优异的可调谐特性及高的激光边模抑制比,在光通信及微波光子学等领域具有广泛的应用前景。2.提出并研制出一种基于四叶草PCF模式干涉滤波器的可切换多波长激光器。建立了四叶草PCF滤波器的模式干涉理论模型,理论与实验相结合,分析滤波器的模式干涉特性及传输特性。以此为基础,构建了基于四叶草PCF滤波器的可切换掺铒多波长激光器,实现了边模抑制比达50 d B、峰值功率波动小于1.5 d B的可切换六波长激光器。与相似结构的激光器相比,边模抑制比提高了10 d B、峰值功率波动降低了2 d B。通过对滤波器施加轴向拉力,实现了波长间隔可调谐的双波长激光输出,调谐范围达41 nm,比已报道的多数具有相似结构的多波长激光器提高近一倍。3.设计并研制出一种基于拉锥型双芯PCF的弯曲曲率和应力双参量传感器。通过在熔接点处拉锥,提高了模式干涉强度;采用非对称结构的双芯PCF,实现了双弯曲方向的矢量曲率感测,感测灵敏度分别达18.29 nm/m-1和-18.13 nm/m-1。同时,该传感器对应力改变也具有良好的线性响应,实现的最高应力灵敏度为-10.65 pm/με。利用矩阵分析法,排除温度在矢量弯曲测量和拉力测量中的影响。相较其他矢量弯曲传感器,提出的传感器兼具结构简单、高灵敏度、低温度交叉敏感性且可实现多参量同时传感的显着优势。4.设计并研制出一种基于三芯PCF-赛格耐克环结构的高灵敏度拉力传感器。利用在拉力作用下三芯PCF耦合特性的改变,研制出三芯PCF拉力传感器。传感器灵敏度高达-29.8 pm/με,高于近年来报道的多数基于PCF的拉力传感器。由于三芯PCF由纯石英制成,传感器展现出极低的温度交叉灵敏度0.05με/℃。为进一步提升传感器的灵敏度,从理论上系统研究了三芯PCF模式耦合特性对传感器灵敏度的影响,研究结果表明,当光纤的占空比为0.84,理论上,在波长1561.47 nm处可将灵敏度提升两倍,为后续开展高灵敏度应力传感器提供了理论指导。5.设计并研制出一种TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。理论与实验相结合,研究TPPS敏感膜对氨气浓度的响应特性。以此为基础,利用完全填充法将TPPS染料填充至四叶草PCF包层的大空气孔中,研制出TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。实现了在0-10 ppm浓度范围内氨气的准确检测,检测精度达0.15 ppm。传感器的响应时间为150 s,且通过盐酸后处理能够实现可重复使用。TPPS染料和石英光纤均为细胞无毒性材料,满足生物兼容性氨气传感需求。本研究成果打破了目前氨气传感器检测精度无法满足生物氨气检测需求的瓶颈,对推进适合生物检测氨气传感器的发展具有重要的意义和实用价值。6.设计并研制出一种无染料的U形光纤pH传感器。采用溶胶凝胶技术将乙基纤维素包裹在二氧化硅网状基质中形成无染料的p H敏感膜。实验研究表明所制备的敏感膜具有稳定的不随p H变化的吸收特性,常温下成分均一的特性,和无细胞毒性。将该敏感膜涂覆在U形光纤上,研制出无染料的U形光纤p H传感器。实验研究了传感器的灵敏度、测量范围、精度、时间稳定性、温度稳定性及测量一致性。研究结果表明,传感器对在4.5-12.5范围内变化的溶液p H值具有良好的线性响应,在7.5-12.5 p H范围内的灵敏度为-0.42 d Bm/p H,在4.5-7.5 p H范围内为-0.14 d Bm/p H。此外,传感器展现出高的温度稳定性,在21℃-39℃温度变化范围内的p H值改变0.12 p H且不同时间段测量的p H值基本一致。传感器的测量范围高于已报道的多数无染料光纤p H传感器,且具有生物兼容性;实现的分辨率达0.02 p H,满足生物医学领域多数体液测量的精度需求。本研究成果为p H光纤生物传感器的发展及在生物医学领域的应用具有重要意义和应用价值。
赵士元[4]（2021）在《基于宽带瑞利光谱探测的光纤应变测量关键技术研究》文中指出应变测量是结构健康监测、实验力学以及精密测量领域重要的研究内容之一,结构本身力学特性的差异以及复杂的载荷分布使得结构的应变场存在应变变化范围大、空间分布不均匀的特点,这些特征对应变测量方法的测量量程、空间分辨力以及测量精度等指标提出了更高的要求。光纤类应变传感器通过将光纤粘贴在被测结构表面可以实现对结构应变场的测量,其中,基于光频域反射原理的分布式光纤应变测量方法在空间分辨力上具有远高于其他光纤类传感器的优势,近年来受到学者的关注。然而该方法中还存在如测量模型不完善、探测方法存在局限性以及空间测量特性不一致等问题,这些问题严重制约了测量系统测量量程等性能的提高。针对现有基于光频域反射原理的分布式应变测量方法中存在的问题和不足,本文开展了基于宽带瑞利散射光谱探测的分布式光纤应变测量方法的理论研究与实验验证,本文主要内容如下:针对现有测量中缺少完整测量模型导致应变测量量程的提升缺乏理论指导的问题,建立了一种基于瑞利散射光谱相位分析的分布式光纤应变测量理论模型。定量描述了光频域反射系统中各参量与瑞利散射光谱不同相位分量间的数学关系,建立了入射信号光波段和瑞利探测光谱与应变间的映射模型,确定了光频域反射系统中两类应变检测方式,通过对空间相邻采样点间相位差施加约束确定了应变测量量程与光谱探测带宽间的线性对应关系。该模型完善了现有基于光频域反射原理的分布式测量理论,为实现0.01ε级应变测量量程的分布式光纤应变测量提供了理论基础。针对现有信号光调制技术调谐范围低导致光纤瑞利散射光谱探测带宽受限的问题,提出了一种基于多波段光谱精准拼接的光纤瑞利散射光谱探测带宽拓展方法。证明了特征光纤局部瑞利散射光谱特征对光频判定作用的唯一性,通过选取特征光纤并提取其局部瑞利光谱,并根据光频判定作用确定测量光纤相邻波段瑞利光谱的拼接位置,实现了光纤瑞利散射光谱的高精度拼接。该方法无需借助任何外部波长标定设备即可完成相邻波段拼接位置的高精度获取,有效拓展了光纤瑞利散射光谱的探测带宽。利用分布反馈式激光器阵列构建了多波段扫频干涉测量系统,实验结果表明通过该方法可以实现35.013 nm的宽带瑞利散射光谱探测,波段之间拼接误差小于2 pm。针对现有应变解算方法存在的测量特性在空间上的一致性难以保证的问题,分析了传统应变解算方法的局限性,提出了一种基于瑞利散射光谱相关性评价函数最优解计算的分布式光纤应变解算方法。该方法构造了一个具有单峰的瑞利散射光谱相关性评价函数,将应变解算问题转化为计算瑞利光谱相关性评价函数最大值在探测带宽约束内对应的最优解,主导空间测量特性差异的光纤空间错位在最大值处被消除,保证了空间测量特性的一致性。在上述研究基础上,搭建了基于多波段扫频干涉的分布式光纤应变测量系统,通过标准光纤拉伸装置对测量系统的测量性能进行实验验证。实验结果表明,在7 m测量长度内应变的空间分辨力为8 mm,测量量程为0.01ε,扩展不确定度优于15με。对集中受力下的复合材料板以及变形下的柔性板上布设的光纤进行了分布式应变测量,结果证明了所提出的分布式光纤应变测量方法在非均匀应变场测量上的可行性。
杨文宏[5]（2021）在《硅基超构表面的结构色显示与动态全息调控》文中认为为了满足人类视觉体验和传递再现真实的色彩信息,追求高性能和多功能的色彩显示成为了显示领域的目标之一。受到自然界中一些动植物体表微纳结构与光相互作用所呈现鲜艳颜色的启发,科学家们开启了对微纳结构显示器件的研究。依靠近年来微纳加工技术突飞猛进的发展,利用微纳结构组成的二维超构表面（Metasurfaces）对光振幅和相位的调控,结构色和全息显示器件成为了纳米光子学一个重要研究领域。借助于硅,二氧化钛等介质材料制备成本低,高折射率以及与现有CMOS技术兼容的独特优势,超构表面的显示器件取得了快速的发展。但性能还不能满足新一代显示技术对宽色域、高亮度和分辨率以及多功能可调的需求,微纳结构的性能和应用潜力未能得到充分发挥。其中多参数的结构色设计、高性能的结构色显示技术以及利用结构色拓展的动态全息显示技术还未得到突破。针对上述超构表面结构色面临的挑战,本文结合信息领域显示技术对高性能和多功能结构色的迫切需求,从三个方面进行了单晶硅超构表面的研究和应用:一是设计了可多参数优化的圆环和C形开口圆环结构,实现了广色域全彩显示和异常折射的应用。二是设计折射率匹配层使结构色实现了5项关键性能参数的同时突破,提高了结构色的应用价值。三是通过超构表面双功能的设计,集成了彩色图案显示和动态可调全息功能,扩展和丰富了结构色的动态显示应用功能。具体研究内容如下:本文设计制备了内部带有孔洞的单晶硅圆环结构,对外半径和内半径的多参数调控实现了对入射光振幅在可见光波段的广范围调控。经过优化参数,实现了150%的s RGB色域显示,并开发优化了HSQ负性光刻胶的制备工艺,制备出了高质量的圆环结构,实现了覆盖可见光波段高亮度的色彩显示,蓝光区域的反射率高达70%。进一步设计了开口圆环的C形结构,可以对外半径、内半径、周期以及开口角度进行4个维度的设计优化,得到了覆盖0-2π相位的8种单元结构,实现了异常折射应用。通过在单晶硅超构表面加入折射率匹配层,显着压制了基底的反射和宽谐振峰,使得色彩的显示色域大幅提升。首次实现了优异结构色的所有关键性能包括:色域、亮度、半高宽、分辨率、制备难度的一体化突破,实现了色域的最高记录值,171%的s RGB色域（97.2%Rec.2020）,最高显示亮度达到了76%,反射峰的最窄半高宽可以达到34 nm,最高分辨率超过了100000 dpi。这一进展有望为结构色在广色域高分辨显示器,彩色纳米打印,生物分子探测传感等领域的商业化应用带来新途径。为了拓展结构色的功能性应用,通过将全息显示集成于结构色的设计,实现了动态双功能的可调超构表面。其中利用单晶硅纳米椭圆柱的设计,同时控制了圆偏光的振幅和Pancharatnam-Berry相位。在白光照射模式下结构色的工作色域可以覆盖121%的s RGB,呈现出五彩的卡通图案。而在激光照射下可以实现远场全息图案的投影。此外,利用外部环境折射率对振幅的控制,全息显示的设计还集成了动态调控功能,在加入溶液后,也可以实现特定波长全息图案“开”、“关”或“保持不变”的选择性调控功能,全息图案的切换时间可以达到16 ms甚至更短。这一研究拓展了基于超构表面结构色的动态功能性应用,进一步提升了超构表面结构色在微流体动态显示、光学安全和信息存储、功能性动态色彩调控等领域的应用价值。
张秦端[6]（2021）在《石英音叉气体检测系统性能提升的关键技术研究》文中研究说明近些年来,气体传感器已经广泛应用于石油化工、大气环境监测、深海深地勘测、航空航天、生物医学和食品安全等民用和国防领域,随着应用场景和市场需求的增多,对检测精度和种类的要求也日益增高。在石油勘探、油气田开发利用、煤炭开采这些传统行业中,气体传感器用于确保安全,监控原料并测量产品生产过程中产生的关键物种;“十四五”中指出要实现生态文明建设的新进步,持续减少主要污染物排放总量,改善生态环境,使生态安全屏障更加牢固,明显改善城乡人居环境,这就需要一种高灵敏度的气体传感器对大气环境中的有毒有害气体进行实时监测,用于测量和了解不同种类气体的分布和含量;随着国家工业自动化和人工智能产业的发展,蛟龙探海、墨子传信、天宫遨游、神舟飞天、悟空探秘、嫦娥探月等深海深地,航空航天工程的开展与实施,为了保障人员和设备的安全和正常运转,迫切需要在检测气体浓度和成分方面进行技术改进;此外,为保障药品、食品安全,需要对药品、食品包装材料的气体阻隔性能和包装内气体的残留含量进行检测,通常要求在百万分之一量级甚至更低,这就要求所使用的气体传感器检测精度非常高。因此对高精度气体传感器的研发一直是科学领域内备受关注的研究内容之一。基于石英音叉的气体传感器除了具有传统光纤传感器所拥有的检测极限低、耐腐蚀、高灵敏度、低损耗、抗电磁干扰、本质安全和适用于远程在线测量等优点,还具有全波长响应,信号与入射光强正相关,免疫外界不相关噪声,响应带宽窄,高Q值,低成本,结构紧凑等优势,并且已经被科研人员验证可用于数十种气体的检测,使其在近年来发展高性能气体传感器方面具有很大的潜力。本文对基于石英音叉的气体传感器的性能提升和关键问题的解决展开了一系列的研究,为推动基于石英音叉的气体传感器的产品化提供了技术支持。本学位论文的具体研究内容如下:（1）简单介绍了几种常见的气体传感器的检测原理以及优势和不足,详细介绍了目前光声光谱气体检测技术的发展现状及三种技术分支,重点介绍了石英音叉气体检测技术的国内外研究现状。（2）阐述了红外光谱气体检测技术的基本理论和谐波检测理论,以及QEPAS信号的探测过程,并对石英音叉进行了介绍,包括音叉的振动模式,能量的累积时间和共振频率的计算等。（3）对QEPAS气体传感系统进行了结构改进和性能提升,提出了一种基于二次谐波的波长校准技术,有效地克服了在恒定波长驱动模式下由于环境温度改变引起的激光器输出波长漂移带来的检测信号不稳定的问题,并且实现了短时间内对信号的多次平均,与传统的波长调制技术相比,检测精度提升了 12.87倍;对石英音叉声音探测模块进行了优化,设计了一种防气流干扰且易对准的光接收式石英音叉声音探测模块,并且对石英音叉声音探测模块中所使用的共振管的长度、内径、和到石英音叉顶部的距离进行了优化,测试了石英音叉的共振频率和声电转换效率在长达6个月时间内的漂移;发明了一种四离轴共振管石英音叉声音探测模块,与裸音叉相比,信号提升了 25.84倍;介绍了所设计的石英音叉的前置放大电路;对锁相放大器的工作原理进行了简单介绍,提出了一种双路锁相差分消除二次谐波剩余幅度的方法,使光声光谱气体传感系统中二次谐波的不对称因子大幅度降低。（4）对调Q光纤激光器进行了介绍,模拟了 QEPAS气体检测系统中激励光源功率对光声信号的影响。提出了基于声光调Q的内腔石英音叉光声光谱气体检测系统和种子注入式扫描波长内腔石英音叉光声光谱气体检测系统,分别对两个系统中影响光声信号大小的参数进行了优化,例如第一个系统中的光栅的中心波长、泵浦源的输出功率、调制信号的调制占空比和第二个系统中的种子源的扫描时间、光纤耦合器的耦合比、泵浦源的泵浦功率等。对两个内腔系统的性能进行了实验评估,并且比较了二者的优缺点。（5）设计了基于光致热效应的石英音叉光探测器,从光斑入射在音叉臂上的纵向位置、光纤准直器与音叉臂之间的距离、调制信号的占空比等方面对石英音叉探测器进行了优化来获得最大信号,并通过实验验证了石英音叉探测器具有响应波长范围广、功率不易饱和、高灵敏度等优点。基于石英音叉探测器的自身特性提出了石英音叉自差分技术,并将该技术应用于扫描直接吸收光谱气体检测系统中,直接利用石英音叉对探测信号和参考信号进行差分,相比于传统的差分技术,信噪比提升了 5.1倍。在石英音叉探测器气体检测系统中,长有效吸收光程和高激光功率对提升系统的信号幅值都是有益的,设计了一种基于光纤激光器和石英音叉探测器的长光程高功率气体检测系统,利用该系统对乙炔气体进行了检测,最小检测极限达到了 6.1ppb。（6）设计了基于石英音叉频分复用技术的多组分气体检测系统,利用三个不同频率的石英音叉实现了对水蒸气、甲烷、乙炔三种气体的同时检测,对应的最小检测极限分别为1.3ppm,79ppm和5ppm。研发了 QEPAS气体检测仪和多组分光声光谱气体检测仪,并且进行了实地测试。本文的创新点:（1）从结构和信号处理方法上对QEPAS气体检测系统进行了优化。在结构上,设计了一种四离轴共振管石英音叉声音探测模块,三个直角棱镜使光四次经过待测气体并被吸收,产生声波信号,利用四个离轴共振管对声波进行放大;在信号处理上,提出了基于双路锁相差分消除二次谐波剩余幅度调制的方法,分别调整两路锁相放大器的参考信号相位,其中一路得到含有剩余幅度调制的二次谐波信号,另一路得到只含有由一次谐波和三次谐波引起的剩余幅度调制信号,通过调整两路信号的大小,使二者剩余幅度调制项大小相等后,然后将两路信号进行差分,二次谐波信号的剩余幅度调制被消除。（2）在光声光谱气体传感系统中,光声信号的大小与激励光源功率正相关,基于这一特性,提出了内腔光声光谱气体检测系统,将石英音叉声音探测模块放在调Q光纤激光器环形腔内,利用环形腔内的高功率脉冲作为光源对气体进行检测。设计了两种内腔光声光谱气体检测系统,第一种方法是将利用光纤布拉格光栅对波长进行选择的光纤激光器用作QEPAS气体检测系统的激励光源,这种方法能够充分利用光纤激光器腔内的功率,系统的最小检测极限理论上可以达到ppt量级;另一种方法是利用注入种子激光器作为波长选择器件的光纤激光器作为QEPAS气体检测系统的激励光源,该系统需要一个耦合器将种子源接入到光纤激光器环形腔内,增大了谐振腔的腔内损耗,与前一个内腔系统相比,在相同条件下,腔内功率有所降低,但是该方法可以得到整个气体吸收谱线,减少了温度对系统的影响。（3）发现了石英音叉探测器的自差分特性,并将石英音叉探测器应用于扫描直接吸收光谱气体检测系统中,利用石英音叉的自差分特性直接对探测信号和参考信号进行差分,相比于传统的差分技术,有效地提升了检测精度;设计了基于石英音叉探测器的长光程高功率的气体检测系统,在该系统中,光纤激光器作为激励光源,在激光形成的过程中,多次经过气室,达到了增大有效吸收光程的目的,另外调Q光纤激光器还具有高功率的特点,在该系统中,充分利用了石英音叉探测器气体检测系统中高功率和长有效吸收光程会有效增大信号的特性。（4）设计了基于石英音叉频分复用技术的多组分气体检测系统,三个调制频率分别为15.346kHz,15.987kHz,16.373kHz的不同波长的DFB激光器经过光纤耦合器合束后,依次经过三个共振频率分别为30.692kHz,31.974kHz,32.746kHz的石英音叉,并通过实验验证了三种气体同时被不同共振频率的石英音叉检测时之间不会存在交叉干扰,利用该系统同时检测了水蒸气、甲烷、乙炔三种气体。
裴仁帅[7]（2021）在《电磁对抗与感知一体化射频干扰抑制技术研究》文中进行了进一步梳理电子对抗与感知一体化系统的核心问题是抑制己方大功率干扰信号对电磁感知任务的干扰。通过空域、射频域、数字域三层干扰抑制方法,将己方自干扰抑制到接收机底噪附近,接收机可以正常侦收环境信号,实现对战场复杂电磁环境的实时、准确频谱感知,达到电子对抗与感知一体化健康工作的目的。本文针对电磁对抗与感知一体化系统中的干扰抑制需求,重点研究了射频域自干扰抑制方法,设计了一种数字辅助的射频域自干扰抑制方案,并在ARM+FPGA联合架构上进行方案实现和实验验证。本文主要工作如下:第一,总结电磁对抗与感知一体化研究现状。针对电磁对抗与感知一体化应用背景,阐明在电磁对抗与感知一体化系统中进行干扰抑制的必要性,给出了典型射频域自干扰抑制原理,为本文射频域干扰抑制方案设计提供参考。第二,分析电磁对抗与感知一体化系统中的射频干扰抑制需求。建立一体化系统的应用场景和功能模型,对频率覆盖、抑制能力、处理速度三个射频干扰抑制的核心指标进行了量化说明。第三,设计电磁对抗与感知一体化系统中射频干扰抑制方案。基于电磁对抗与感知一体化系统整体架构和自干扰信道模型,详细阐述了数字辅助的射频域干扰抑制算法原理,根据该算法设计了射频域干扰抑制方案,并在Matlab中完成理想条件下射频域干扰抑制性能仿真,分析了时延偏移、抽头数目等非理想因素对干扰抑制性能的影响。第四,完成电磁对抗与感知一体化系统中射频干扰抑制的工程实现。根据总体框架分微处理器架构与逻辑层架构,然后对两个架构分别划分子模块,对各子模块进行接口定义与约束,并对各个模块的功能进行说明。联合所有模块进行仿真、实现、联合测试,对方案设计进行优化,最后对资源消耗进行评估。第五,完成电磁对抗与感知一体化系统射频干扰抑制实验验证。针对指标要求,通过控制通信信号发射功率和干扰信号功率,分别测试了窄带、宽带、总干扰和脉冲干扰场景,分析测试结果并对比指标需求,实现了频率覆盖、抑制能力、处理速度的指标要求。论文提供了电磁对抗与感知一体化系统中射频域干扰抑制方案,通过实验验证了可行性。本文研究成果,可为承载有密集电磁波收发设备的机载、舰载、车载等平台上的一体化数据链的设计,提供理论支撑。
孟杨[8]（2021）在《毫米波成像安检系统基础理论及关键技术研究》文中研究指明目前世界范围内恐怖袭击事件频频发生,面对日益严峻的安防形势,在人流较多的公共场合进行人员安检显得尤为重要。随着人们对安全问题的关注日益增强,对安检设备尤其是用于人体检测的设备的安全性、高效性和智能化都提出了更高的要求。金属探测器、红外成像仪、X射线安检仪等传统的安检手段用于人体检测都存在自身局限性。毫米波成像技术是对人体安全的成像技术,被视为新一代人员安检的关键技术,成为了目前研究的热点。不过,低成本、高可靠性、高分辨率的快速毫米波安检成像系统研发仍面临着巨大的挑战。本论文主要围绕毫米波成像安检系统基础理论及关键技术进行研究,分别从被动成像和主动成像两种成像体制的安检系统及关键技术进行展开,取得的主要成果如下:第一部分成果是在被动毫米波成像技术方面,重点研究了自然状态下人体和隐匿物品被动成像所依据的基础理论,即黑体辐射原理,并通过建模分析了不同材质的物品以及人体皮肤在不同环境温度下的有效辐射性能差异;以此为基础研发了一种经济、高效的被动毫米波成像系统,即基于双转盘螺旋扫描机构和毫米波辐射计的单通道被动成像系统。通过双转盘匀速转动实现对目标场景扫描,成像视角可根据实际目标场景的大小自由设置,解决了以往机械扫描系统成像视场受限的问题,且在有效扫描过程中不存在加速、减速等不稳定因素,大大提高了系统的稳定性。实测成像质量达到同类型安检系统的先进水平,角分辨率约为0.7°,单帧成像速度最快可达3s,在距离系统2m处成像空间分辨率经实测验证小于3cm,对人体携带金属、塑料、陶瓷等各种隐匿危险物品进行测试的结果也验证了该系统用于人体安检时的优秀表现。并且,可以通过双向开窗的方式实现对系统两侧两个安检通道内的待检人员同步检测,使得安检效率又提升一倍。其余部分均为主动毫米波成像技术方面的成果。首先,提出了基于线性调频（LFM）信号的毫米波三维全息重建的一般性理论,即GHI-LFM算法。该算法针对毫米波安检应用场景,给出了利用LFM毫米波信号对三维目标全息重建时相位补偿及近似的理论依据,以及系统相应参数之间需满足的限制条件,为工程上基于LFM雷达体制的毫米波安检成像系统的设计提供了必要的理论依据,对系统参数的选择有重要的指导意义。通过仿真与经典算法的对比,验证了该算法的效率和优势,并验证了该算法对加性噪声和频率误差的鲁棒性。然后,基于GHI-LFM算法设计并搭建了基于LFM雷达的Ka波段毫米波三维全息成像安检系统,利用二维平面扫描结合频率扫描实现宽带毫米波三维全息成像;同时提出了简单、经济、高效的系统校准方法,只需一块适当尺寸的光滑金属板便可以完成对系统所有通道不一致性的校准;通过现场实验测试验证了成像系统以及GHI-LFM算法的有效性。另外,针对传统全息重建算法利用Stolt插值方法将三维数据由（kx,ky,k）域插值到（kx,ky,kz）域这一过程耗时的问题,提出了基于距离堆叠（RS）方法的无插值的加速的三维全息重建算法,即AHI-LFM算法。通过与GHI-LFM算法对比分析,可以发现AHI-LFM算法在保证成像质量的前提下,对尺寸较大的目标进行重建时具有明显的效率优势。通过实测的人体安检数据进行目标重建也证实了该算法的优越性,并且根据AHI-LFM算法在距离向上对每个切片单独重建的特性,可以利用距离向的先验知识仅对包含目标的区域进行成像,可以将成像时间进一步降低,实现实时成像。最后,针对稀疏阵列的情况,结合相位中心误差补偿技术,给出了修正后的毫米波三维全息成像算法;并针对现有的稀疏线阵方案存在等效采样点缺失的问题,设计了一种新的线性稀疏阵列排布方法,在保证成像质量的前提下,保证了所有等效采样位置全覆盖,同时具有更高的稀疏性。最后在多种参数实例中,通过仿真验证了新型稀疏布阵方法的优越性。
陈骏[9]（2021）在《基于微纳结构近场增强的拉曼及吸收光谱研究》文中指出特征光谱已经被证明了可以鉴别物质种类并确定其化学组成和相对含量。光谱检测技术具有分析快速、无标记、检测无损等特点。拉曼光谱与吸收光谱是常见的特征光谱,在近十年来,随着光谱学的发展,出现了许多低成本、高效率、高集成度的拉曼与吸收光谱传感器,促进了特征光谱检测技术的发展。然而,对于痕量物质的检测而言,无论是拉曼光谱还是吸收光谱,都面临产生的光谱信号弱,难以探测和鉴别物质的特征峰位的问题。研究者们对增强光谱强度提出了不同的方法,其中近场增强是一种常用的增强光与物质相互作用的方法。所以,基于微纳结构近场增强的拉曼和吸收光谱探测技术,本文设计了:基于等离子体功能化的全介质波导SERS传感器;基于三维多层等离子体超材料的SERS基底;基于TiO2全介质超表面的近场增强吸收传感器。通过对微纳结构的设计,我们实现了对近场的调控,分析了近场增强对拉曼光谱以及吸收光谱的影响,得到了有效的近场增强特征光谱。本论文主要研究内容如下:一,提出了一种制造简单的、可工业化生产的、SERS性能优良的三维多层等离子体纳米结构。首先,介绍了三维多层等离子体纳米结构的制造流程,对结构的几何参数进行了表征。然后,模拟仿真了该结构的近场分布,讨论了多层近场之间的相互作用。最后,进行了该基底对罗丹明B（Rh B）和罗丹明6G（R6G）分子的SERS检测实验。结果表明,对痕量的两种物质进行SERS检测时,可以根据特征峰位轻易区分这两种组成成分相近的物质。值得强调的是,该基底对Rh B的检测极限可达到10-13mol/L,而且具备良好的均匀性和稳定性。所以,该结构在SERS传感领域有着巨大的应用潜力。二,提出了基于氮化钛（TiN）等离子体天线和硅波导的集成SERS传感器。利用三维时域有限差分法（3D-FDTD）研究了TiN等离子体激元与硅波导之间的电磁耦合。此外,我们还分析了拉曼信号增强与天线几何参数的关系,发现最大拉曼增强因子可达到9.7×105。这种结构不仅具有良好的增强拉曼光谱的性能,而且由于其全介电结构,其成本较低,力学稳定性较好,并与微电子工业完美兼容。理论结果表明,这种模型有望设计出性能优良的集成SERS传感器。三,提出了基于TiO2全介质超表面的近场增强吸收传感器。根据介质纳米材料的电磁共振原理,设计并加工了滤波型全介质超表面。研究了矩形纳米结构几何参数变化,对电/磁偶极子共振峰位的影响。实现了对结构近场的有效控制。该超表面在可见光范围内体现出了高Q因子（质量因子）的特性,这使该结构可以带来持续的强局域场,达到增强吸收光谱的效果。对0.2 m L的浓度为10-6mol/L的R6G进行了可见光吸收测试,结果显示,在R6G特征吸收峰位处,介质超表面基底上测得的吸收光谱强度比在载玻片上提高了6.8倍。
郑鹏飞[10]（2021）在《硅基微波光子滤波和延时集成芯片研究》文中认为集成微波光子技术结合了集成光子技术小尺寸、低功耗和微波光子技术大带宽、抗电磁干扰能力强等优点,在未来的无线通信、雷达、电子战系统等许多应用领域将有很好的应用前景。在众多的集成微波光子器件中,集成微波光子滤波器和集成微波光子延时线是两种十分重要的器件,在微波信号光域处理领域有着广泛的应用。对于集成微波光子滤波器,提高其射频抑制比、实现精细的滤波以及滤波谱型的灵活可重构是研究的重点和难点。对于集成微波光子延时线,要求其能实现延时量的高精度、大范围可调,同时具备高工作频率和大瞬时带宽。本文围绕集成微波光子滤波器和集成微波光子延时线,提出了一系列创新的结构和方案,并进行了理论和实验研究。论文的研究内容包括:1.基于绝缘体上硅集成光子平台,设计了可调光衰减器、多模干涉耦合器、光开关、微环谐振器等集成光子基本元件。基于自耦合微环辅助的MZI结构,创新性地提出并制备了一种多功能、灵活可重构的集成光子滤波器。该器件可重构成五种具有不同功能的滤波器,可应用于微波光子滤波器、光电振荡器、微波光子频率测量等领域。2.基于频率和带宽可调谐的氮化硅微环谐振腔,提出了一种基于非平衡光学双边带调制的微波光子滤波器,通过射频对消技术提升了微波光子滤波器射频带外抑制比,并同时实现频率和带宽调谐。实验结果表明该微波光子滤波器达到了超过55d B的射频带外抑制、2.5GHz～18.75GHz的频率调谐、0.65GHz～2.2GHz的带宽调谐以及带通/带阻响应的切换。同时,在理论上分析了微环谐振腔过耦合和欠耦合状态下该微波光子滤波器的不同特性,为集成微波光子滤波器的设计提供新的思路。3.提出了一种基于可调光频梳和氮化硅微环的可重构微波光子滤波器。通过对光频梳各梳齿频率间隔、相对强度的控制,实现微波光子滤波器滤波谱型的重构,实现了超过60d B的射频抑制比、1.16GHz～13.3GHz的带宽调谐范围。同时还可以实现具有平坦阻带的带阻滤波器,带内波动小于0.56d B。4.针对40GHz频率的一维波束形成需求,首先设计并制备了硅基单通道7bit光学可调延时线芯片,在实验上实现了1.52ps的高精度延时步进。在此基础上,设计并制备了基于四通道5bit光学可调延时线的光学波束形成网络芯片,用于实现±45°的波束发射角度覆盖范围和7个离散的波束发射角度。实验测试得到该芯片每通道的功耗约为200m W,插损10.1d B,延时步进约为3.02ps,并且4个通道具有良好的一致性。基于实验数据,仿真了基于该芯片的光控相控阵天线的发射方向图,发射角度与设计值的最大偏差小于3.24°,证明了该芯片的有效性。5.进一步,针对4×4单元的40GHz二维波束形成需求,分析了基于波分复用的光学波束形成网络方案和基于16通道光学可调延时线的光学波束形成网络方案。设计并制备了16通道5bit、延时步进2.083ps的硅基光学波束形成网络芯片,为下一步的二维波束形成研究奠定基础。
二、自制高性能2m波段天线（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自制高性能2m波段天线（论文提纲范文）
（1）V波段高距离分辨率探测组件（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 毫米波组件的国内外发展现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 V波段收发组件方案论证 |
| 2.1 发射链路设计 |
| 2.2 接收链路设计 |
| 2.3 系统方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 X波段频率源设计 |
| 3.1 频率综合器综述 |
| 3.2 频率源的主要频率合成方式 |
| 3.2.1 直接式频率合成技术(DS) |
| 3.2.2 直接数字频率合成技术(DDS) |
| 3.2.3 锁相式频率合成技术(PLL) |
| 3.2.4 混合式频率合成技术 |
| 3.3 总体方案设计 |
| 3.3.1 频率合成方案选择 |
| 3.3.2 PLL芯片选型 |
| 3.4 频率源相关电路设计 |
| 3.4.1 电源电路 |
| 3.4.2 参考信号电路 |
| 3.4.3 射频电路 |
| 3.4.4 通信电路 |
| 3.4.5 电路的装配 |
| 3.5 X波段频率源的实验研究 |
| 3.5.1 系统测试方案 |
| 3.5.2 频率源测试结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 倍频器和混频器设计 |
| 4.1 V波段E面探针设计 |
| 4.1.1 鳍线结构与探针结构比较 |
| 4.1.2 低插损E面探针设计 |
| 4.2 倍频器设计 |
| 4.2.1 倍频器的原理及分类 |
| 4.2.2 倍频方案选择 |
| 4.2.3 有源二倍频和有源三倍频 |
| 4.2.4 带通滤波器 |
| 4.2.5 倍频器的实验研究 |
| 4.3 混频器设计 |
| 4.3.1 基波混频理论分析 |
| 4.3.2 混频器整体方案设计 |
| 4.3.3 混频器中相关无源电路设计 |
| 4.3.4 整体电路仿真 |
| 4.3.5 混频器实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 耦合器的设计 |
| 5.1 波导定向耦合器简介 |
| 5.2 波导定向耦合器理论分析 |
| 5.3 V波段定向耦合器的简化设计 |
| 5.4 V波段波导定向耦合器的仿真优化过程 |
| 5.5 V波段波导定向耦合器的实验研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 V波段组件的集成测试 |
| 6.1 单个目标测量 |
| 6.2 多个目标测量 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（2）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（3）基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 光子晶体光纤概述 |
| 1.2 基于光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.2.1 基于保偏光子晶体光纤的Sagnac环 |
| 1.2.2 基于PCF的在纤式模式干涉仪 |
| 1.2.3 基于PCF的法布里珀罗干涉仪 |
| 1.2.4 基于多芯光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.3 基于PCF滤波器的多波长光纤激光器 |
| 1.3.1 可切换多波长光纤激光器 |
| 1.3.2 可调谐多波长光纤激光器 |
| 1.4 基于PCF滤波器的光纤传感器 |
| 1.4.1 PCF传感器用于结构健康监测 |
| 1.4.2 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 1.5 本文主要的研究内容 |
| 2 基于多芯光子晶体光纤滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多芯光纤的耦合模理论 |
| 2.2.1 双芯耦合模方程的推导 |
| 2.2.2 多芯耦合理论 |
| 2.3 DCPCF滤波器 |
| 2.3.1 DCPCF模式及耦合特性 |
| 2.3.2 基于DCPCF耦合型滤波器 |
| 2.3.3 实验结果及关键技术 |
| 2.4 基于DCPCF-MZI复合滤波器的可调谐双波长激光器 |
| 2.4.1 MZI滤波器的原理 |
| 2.4.2 复合滤波器的传输特性 |
| 2.4.3 基于DCPCF-MZI滤波器的激光器的结构及原理 |
| 2.4.4 激光输出特性分析 |
| 2.5 TCPCF滤波器 |
| 2.5.1 TCPCF模式特性分析 |
| 2.5.2 基于TCPCF的耦合型滤波器 |
| 2.6 基于锥形TCPCF滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.6.1 锥形TCPCF滤波器的耦合特性 |
| 2.6.2 锥形TCPCF滤波器的制作及传输特性 |
| 2.6.3 基于锥形TCPCF滤波器的激光器结构 |
| 2.6.4 影响激光可调谐特性的参数分析 |
| 2.6.5 多波长可调谐激光输出及稳定性测试 |
| 2.7 小结 |
| 3 基于光子晶体光纤滤波器的可切换多波长激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于PMPCF-SI滤波器的多波长激光器及输出稳定性研究 |
| 3.2.1 PMPCF的双折射特性分析 |
| 3.2.2 基于PMPCF的 Sagnac干涉仪理论 |
| 3.2.3 PMPCF-SI滤波器制作及传输特性分析 |
| 3.2.4 多波长激光器的结构及输出特性分析 |
| 3.2.5 PMPCF对输出激光稳定性的影响 |
| 3.3 基于四叶草PCF模式干涉型滤波器的多波长激光器 |
| 3.3.1 FLCPCF的模式特性分析 |
| 3.3.2 FLCPCF滤波器的原理及制作 |
| 3.3.3 滤波器传输谱特性分析 |
| 3.3.4 激光器结构及输出分析 |
| 3.3.5 激光器可调谐特性分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于多芯光子晶体光纤的传感技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双锥形DCPCF的多参量传感器 |
| 4.2.1 传感器结构及传感机制 |
| 4.2.2 传感器制备及传输谱分析 |
| 4.2.3 矢量曲率传感特性 |
| 4.2.4 拉力传感特性 |
| 4.2.5 温度传感特性 |
| 4.2.6 传感器性能优化 |
| 4.3 基于TCPCF的拉力传感器 |
| 4.3.1 拉力传感机制 |
| 4.3.2 拉力灵敏度的理论计算 |
| 4.3.3 传感器制作及传输谱测量 |
| 4.3.4 拉力传感测试及结果 |
| 4.3.5 传感器性能分析 |
| 4.3.6 灵敏度优化 |
| 4.4 小结 |
| 5 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于倏逝波的光纤传感理论 |
| 5.2.1 直线形EW光纤传感机制 |
| 5.2.2 U形光纤的EW传感理论 |
| 5.3 TPPS染料功能化的FLCPCF氨气传感器 |
| 5.3.1 FLCPCF的特性分析 |
| 5.3.2 TPPS染料膜的吸收特性 |
| 5.3.3 FLCPCF传感器的制备 |
| 5.3.4 传感器的实验测试系统与传输特性 |
| 5.3.5 传感性能分析 |
| 5.4 无染料薄膜功能化的U形光纤PH传感器 |
| 5.4.1 U形光纤的特性分析及制作 |
| 5.4.2 EC/Sol-gel敏感膜的原理及制备 |
| 5.4.3 敏感膜的特性分析 |
| 5.4.4 传感器的制备及传输特性 |
| 5.4.5 传感器的性能分析 |
| 5.4.6 传感器应用前景的讨论分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 本论文的研究成果总结 |
| 6.2 下一步拟开展的工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于宽带瑞利光谱探测的光纤应变测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 应变测量技术研究现状 |
| 1.2.1 应变片电测法 |
| 1.2.2 数字图像相关方法 |
| 1.2.3 光纤应变测量 |
| 1.3 光纤应变测量技术研究现状 |
| 1.3.1 准分布式光纤应变测量技术 |
| 1.3.2 分布式光纤应变测量技术 |
| 1.4 基于OFDR原理的分布式光纤应变测量技术研究现状 |
| 1.4.1 OFDR应变测量方法概述 |
| 1.4.2 激光波长调制技术 |
| 1.4.3 分布式应变解算方法 |
| 1.5 本领域存在的科学问题和关键技术问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于瑞利散射光谱相位分析的分布式光纤应变测量模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于瑞利散射光谱相位分析的分布式光纤应变测量模型 |
| 2.2.1 光纤应变测量模型 |
| 2.2.2 模型参数分析 |
| 2.3 基于多波段扫频干涉的分布式光纤应变测量系统 |
| 2.3.1 多波段扫频干涉结构 |
| 2.3.2 拼接误差影响分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于多波段光谱精准拼接的瑞利散射光谱探测带宽拓展方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于局部瑞利散射光谱特征的光谱拼接方法 |
| 3.2.1 特定光纤段的光频判定作用 |
| 3.2.2 多波段光谱精准拼接方法 |
| 3.2.3 系统各参量相互作用分析 |
| 3.3 基于DFB激光器内调制的多波段信号光实现原理 |
| 3.3.1 波长调谐机理分析 |
| 3.3.2 稳态特性分析 |
| 3.3.3 瞬态特性分析 |
| 3.3.4 总热阻分析 |
| 3.3.5 多波段信号光构建 |
| 3.4 瑞利散射光谱探测带宽拓展方法实验验证 |
| 3.4.1 多波段扫频干涉系统搭建 |
| 3.4.2 DFB激光器电流–波长调谐模型验证 |
| 3.4.3 多波段测量信号拼接方法验证 |
| 3.4.4 多波段扫频信号光非线性校正 |
| 3.4.5 瑞利散射光谱探测范围验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于光谱相关评价函数最优解计算的分布式应变解算方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 第二类应变检测方式及其解算方法局限性分析 |
| 4.3 基于相关性评价函数最优解计算的分布式应变解算方法 |
| 4.4 应变解算方法实验验证 |
| 4.4.1 分布式应变解算方法验证 |
| 4.4.2 分布式应变求解的并行化计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 标准光纤拉伸应变测量 |
| 5.2.1 分布式光纤应变测量系统性能实验 |
| 5.2.2 应变测量结果的不确定度分析 |
| 5.2.3 与现有同类方法指标的对比 |
| 5.3 典型结构件分布式应变场测量 |
| 5.3.1 复合材料应变场测量 |
| 5.3.2 柔性板结构应变场测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）硅基超构表面的结构色显示与动态全息调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 颜色的基本理论 |
| 1.2.1 光与颜色 |
| 1.2.2 人眼视觉系统与颜色接收 |
| 1.2.3 颜色与光谱特性的关系 |
| 1.2.4 颜色的分类 |
| 1.3 超构表面结构色的发展概况 |
| 1.3.1 超构表面的发展简介 |
| 1.3.2 等离子体金属超构表面结构色 |
| 1.3.3 介质超构表面结构色 |
| 1.3.4 双功能超构表面结构色 |
| 1.4 现有研究结果的不足 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.3 数值模拟计算 |
| 2.3.1 模型建立 |
| 2.3.2 光谱图和场分布图的分析 |
| 2.4 介质超构表面的制备方法 |
| 2.4.1 电子束曝光技术 |
| 2.4.2 电子束镀膜技术 |
| 2.4.3 感应耦合等离子体和反应离子束刻蚀技术 |
| 2.5 反射光谱与颜色之间的转换 |
| 2.5.1 颜色匹配实验 |
| 2.5.2 1931 CIE标准观察者 |
| 2.5.3 XYZ色彩空间 |
| 2.5.4 色度坐标的计算 |
| 2.5.5 CIE1931 色彩空间和不同色域 |
| 2.6 介质的米氏散射与多极子展开 |
| 2.6.1 Mie共振 |
| 2.6.2 电磁场的多极子展开 |
| 第3章 硅基环形结构的结构色及相位应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 环状结构的彩色显示设计 |
| 3.2.1 基本结构的设计 |
| 3.2.2 仿真模型的建立 |
| 3.2.3 全彩光谱的设计及分析 |
| 3.3 样品的制备与颜色表征 |
| 3.3.1 样品的制备 |
| 3.3.2 微纳制备工艺的优化 |
| 3.3.3 结构色性能的测试 |
| 3.4 C形环状结构的相位设计与应用 |
| 3.4.1 C形纳米圆环共振相位的设计 |
| 3.4.2 广义斯奈尔定律 |
| 3.4.3 异常透射的设计及实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 硅基超构表面的高性能结构色显示 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高性能结构色的设计 |
| 4.2.1 结构单元的设计和仿真模型的建立 |
| 4.2.2 结构色空气中的数值模拟结果 |
| 4.2.3 结合折射率匹配层后的结构色数值模拟结果 |
| 4.2.4 反射光谱的Mie共振理论及线偏振的多极展开分析 |
| 4.2.5 角度依赖、分辨率和吸收特性的模拟 |
| 4.3 高性能结构色的制备与性能表征 |
| 4.3.1 结构的制备与光学表征装置 |
| 4.3.2 结构色亮度的表征 |
| 4.3.3 结构色色域的表征 |
| 4.3.4 结构色分辨率的表征 |
| 4.4 高性能结构色的封装及显示应用 |
| 4.4.1 结构色的封装 |
| 4.4.2 结构色的全彩图案应用 |
| 4.4.3 结构色角度依赖性的表征 |
| 4.4.4 结构色的设计和制备方法的优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 硅基双功能超构表面的可调控全息显示 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结构单元设计 |
| 5.2.1 可调控超构表面模型的建立 |
| 5.2.2 全息相位的计算 |
| 5.2.3 圆偏振相位的计算 |
| 5.2.4 超构表面的计算全息算法 |
| 5.2.5 PB相位的响应机制 |
| 5.3 可调双功能超构表面设计 |
| 5.3.1 结构色振幅和全息相位的设计 |
| 5.3.2 动态调控的设计 |
| 5.3.3 动态调控的理论及圆偏振的多级展开分析 |
| 5.4 可调双功能超构表面制备与表征 |
| 5.4.1 双功能超构表面的制备流程 |
| 5.4.2 简易微流通道的制备与组装 |
| 5.4.3 五种超构表面的光学表征 |
| 5.4.4 色彩显示模式的表征 |
| 5.4.5 全息模式的表征 |
| 5.4.6 全息光谱响应和对外部环境的依赖性 |
| 5.4.7 效率的优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）石英音叉气体检测系统性能提升的关键技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体传感技术的分类 |
| 1.2.1 非光谱法气体传感器 |
| 1.2.2 光谱法气体传感器 |
| 1.3 光声光谱气体检测技术概述及发展现状 |
| 1.4 石英音叉气体检测技术国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 论文研究内容与章节安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 石英音叉气体检测系统相关理论 |
| 2.1 红外光谱气体检测技术理论 |
| 2.2 石英音叉 |
| 2.2.1 石英音叉振动模式 |
| 2.2.2 石英音叉的能量累积时间 |
| 2.2.3 石英音叉共振频率的计算 |
| 2.3 QEPAS信号的探测 |
| 2.3.1 石英音叉的机械振动 |
| 2.3.2 石英音叉的压电效应 |
| 2.4 谐波检测理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 QEPAS气体检测系统优化及性能提升的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光器波长校准技术 |
| 3.2.1 波长校准技术原理 |
| 3.2.2 实验结果分析 |
| 3.3 石英音叉模块的优化 |
| 3.3.1 石英音叉声音探测模块 |
| 3.3.2 共振管的优化 |
| 3.3.3 石英音叉长期稳定性的研究 |
| 3.3.4 四离轴石英音叉结构 |
| 3.4 前置放大电路的设计 |
| 3.5 双路锁相差分消除剩余幅度调制系统 |
| 3.5.1 锁相放大技术原理介绍 |
| 3.5.2 双路锁相差分技术理论分析 |
| 3.5.3 实验方案及结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于调Q光纤激光器的新型内腔石英音叉光声光谱气体检测系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤激光器 |
| 4.2.1 光纤激光器介绍 |
| 4.2.2 调Q技术 |
| 4.3 激光功率对QEPAS气体检测系统的影响 |
| 4.4 基于声光调Q的内腔石英音叉光声光谱气体检测系统 |
| 4.4.1 系统结构 |
| 4.4.2 系统的优化及性能测试 |
| 4.5 基于种子注入式扫描波长内腔石英音叉光声光谱气体检测系统 |
| 4.5.1 系统结构 |
| 4.5.2 系统的优化及性能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 石英音叉探测器气体检测系统的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 石英音叉探测器参数优化及性能测试 |
| 5.3 基于石英音叉探测器的自差分技术的研究 |
| 5.3.1 石英音叉自差分气体检测系统实施方案 |
| 5.3.2 石英音叉自差分气体检测系统性能测试 |
| 5.4 长光程高功率石英音叉探测器气体检测系统 |
| 5.4.1 石英音叉探测器气体检测系统理论分析 |
| 5.4.2 实验装置设计 |
| 5.4.3 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 多组分石英音叉光声光谱气体检测系统的研究及工程化应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 石英音叉频分复用技术 |
| 6.2.1 多音叉气体检测系统的基本原理 |
| 6.2.2 基于石英音叉频分复用技术的多组分气体传感器的设计 |
| 6.2.3 实验结果及分析 |
| 6.3 工程化应用 |
| 6.3.1 石英音叉增强型光声光谱气体检测仪 |
| 6.3.2 多组分光声光谱气体检测仪 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 已研究的内容和创新点 |
| 7.2 待研究问题展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的学术成果及奖励和参加的科研项目 |
| 发表的学术论文 |
| 已授权的发明专利 |
| 参加的科研项目 |
| 所获奖励 |
| 学术贡献 |
| 附: 外文论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）电磁对抗与感知一体化射频干扰抑制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究工作与贡献 |
| 1.3 论文结构与安排 |
| 第二章 电磁对抗与感知一体化研究现状 |
| 2.1 频谱感知在军事通信中的应用及其优势 |
| 2.1.1 频谱感知在军事通信中的应用 |
| 2.1.2 频谱感知在军事应用中的优势 |
| 2.2 电磁对抗模式的频谱感知研究背景 |
| 2.2.1 电磁对抗是战争的重要组成部分 |
| 2.2.2 复杂的电磁频谱特性与电磁环境 |
| 2.2.3 频谱感知技术的快速发展 |
| 2.3 电磁对抗与感知一体化中干扰抑制必要性 |
| 2.3.1 干扰抑制必要性 |
| 2.3.2 干扰抑制技术 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 电磁对抗与感知一体化需求分析 |
| 3.1 应用场景 |
| 3.2 功能模型 |
| 3.3 干扰类型分析 |
| 3.3.1 窄带干扰 |
| 3.3.2 宽带干扰 |
| 3.3.3 总干扰信号 |
| 3.3.4 脉冲干扰 |
| 3.4 电磁对抗与感知一体化干扰抑制需求分析 |
| 3.4.1 频率覆盖指标 |
| 3.4.2 干扰抑制指标 |
| 3.4.3 处理速度指标 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 电磁对抗与感知一体化射频干扰抑制理论分析 |
| 4.1 一体化系统模型 |
| 4.1.1 一体化机整体架构 |
| 4.1.2 自干扰信道模型 |
| 4.2 射频域干扰抑制架构与方案设计 |
| 4.2.1 射频域干扰抑制架构 |
| 4.2.2 射频域干扰抑制方案设计 |
| 4.3 数字辅助射频域干扰抑制搜索算法 |
| 4.3.1 最优幅相权重系数推导 |
| 4.3.2 岭回归估计算法与无约束单纯形搜索算法 |
| 4.4 一体化干扰对消理论性能 |
| 4.4.1 理想条件下射频干扰抑制性能 |
| 4.4.2 时延偏移与抽头数目对抵消性能的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 电磁对抗与感知一体化射频干扰抑制设计与实现 |
| 5.1 实现平台及资源汇总 |
| 5.2 一体化微处理器架构设计 |
| 5.2.1 随机撒点模块 |
| 5.2.2 最优估值模块 |
| 5.2.3 搜索配置模块 |
| 5.2.4 功率分析模块 |
| 5.3 一体化逻辑层详细设计 |
| 5.3.1 数字下变频模块 |
| 5.3.2 四项滤波模块 |
| 5.3.3 上/下抽滤波模块 |
| 5.3.4 延时配置模块 |
| 5.3.5 搜索配置模块 |
| 5.3.6 时延追踪模块 |
| 5.4 设计优化 |
| 5.5 资源消耗分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 电磁对抗与感知一体化干扰抑制测试分析 |
| 6.1 环境搭建 |
| 6.1.1 测试环境 |
| 6.1.2 测试设备 |
| 6.1.3 测试场景 |
| 6.2 指标测试 |
| 6.2.1 窄带干扰测试与分析 |
| 6.2.2 宽带干扰测试与分析 |
| 6.2.3 总干扰源测试与分析 |
| 6.2.4 脉冲干扰测试与分析 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 本文贡献 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（8）毫米波成像安检系统基础理论及关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 被动毫米波安检技术 |
| 1.2.1 被动毫米波成像技术的发展历史 |
| 1.2.2 被动毫米波人体安检成像技术的发展现状 |
| 1.3 主动毫米波安检技术 |
| 1.3.1 主动毫米波成像算法发展历史与现状 |
| 1.3.2 主动毫米波成像安检系统发展现状 |
| 1.3.3 存在的问题 |
| 1.4 本文的主要贡献与创新 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 被动毫米波安检成像技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 被动毫米波成像安检系统基础理论 |
| 2.2.1 黑体辐射原理 |
| 2.2.2 被动毫米波成像原理 |
| 2.2.3 人体隐匿物品被动成像模型分析 |
| 2.3 基于螺旋扫描的被动毫米波安检系统设计 |
| 2.3.1 准光路扫描机构设计 |
| 2.3.2 数据采集方案设计 |
| 2.4 基于螺旋扫描的被动毫米波安检系统测试 |
| 2.4.1 性能分析 |
| 2.4.2 人体不携带隐匿物品测试 |
| 2.4.3 标准件测试 |
| 2.4.4 人体携带各种隐匿违禁物品测试 |
| 2.4.5 影响成像质量的因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 主动毫米波安检成像算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 毫米波全息成像原理 |
| 3.2.1 傅里叶变换与Weyl恒等式 |
| 3.2.2 窄带毫米波全息成像 |
| 3.2.3 宽带毫米波全息成像 |
| 3.3 基于线性调频信号的毫米波全息重建算法 |
| 3.3.1 线性调频信号 |
| 3.3.2 LFM信号解线频调和补偿原理 |
| 3.3.3 GHI-LFM反演重建 |
| 3.4 基于仿真数据的GHI-LFM算法性能分析 |
| 3.4.1 点扩散函数分析 |
| 3.4.2 基于标准件反演的重建性能分析 |
| 3.4.3 GHI-LFM算法性能对比 |
| 3.4.4 GHI-LFM算法限制分析 |
| 3.4.5 GHI-LFM算法的鲁棒性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 主动毫米波安检成像系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 毫米波全息成像系统设计 |
| 4.2.1 系统组成架构 |
| 4.2.2 收发天线阵列设计 |
| 4.2.3 RF开关网络设计 |
| 4.2.4 RF收发组件设计 |
| 4.2.5 基带信号处理模块设计 |
| 4.2.6 全息成像系统样机设计 |
| 4.3 毫米波全息成像系统校准方法 |
| 4.4 毫米波全息成像系统实验测试 |
| 4.4.1 系统空间灵敏度测试 |
| 4.4.2 系统空间分辨率测试 |
| 4.4.3 各种违禁物品测试 |
| 4.4.4 人体携带各种违禁物品测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于LFM信号的加速毫米波全息成像算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于LFM信号的加速毫米波全息成像算法(AHI-LFM) |
| 5.3 算法复杂度对比分析 |
| 5.4 基于仿真数据的AHI-LFM算法性能分析 |
| 5.5 基于实测数据的AHI-LFM算法性能分析 |
| 5.5.1 标准空间分辨率板成像效果对比 |
| 5.5.2 人体携带违禁物品成像效果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于稀疏线阵的毫米波成像技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于稀疏阵列的宽带毫米波全息成像理论 |
| 6.3 毫米波稀疏天线阵列研究 |
| 6.4 毫米波稀疏阵列仿真分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）基于微纳结构近场增强的拉曼及吸收光谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 表面增强拉曼光谱 |
| 1.3 增强吸收光谱 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 理论基础和时域有限差分计算方法 |
| 2.1 Drude色散模型 |
| 2.2 表面等离子体 |
| 2.3 介质纳米材料的电磁谐振效应 |
| 2.4 时域有限差分法简述 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高等离子体热点密度的三维多层超材料SERS研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构制备与参数表征 |
| 3.2.1 结构制备 |
| 3.2.2 结构参数表征 |
| 3.3 SERS实验研究 |
| 3.3.1 三维超材料与二维材料的SERS性能对比 |
| 3.3.2 检测极限和均匀稳定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于氮化钛等离子体天线和硅波导的集成SERS传感器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论与模型 |
| 4.3 结构的数值优化研究 |
| 4.3.1 结构的电磁耦合分析 |
| 4.3.2 结构参数优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全介质超表面近场增强吸收光谱研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超表面结构单元的设计与制备 |
| 5.3 纳米结构近场分析 |
| 5.3.1 纳米结构的电磁谐振分析 |
| 5.3.2 Q因子分析 |
| 5.4 生物分子检测 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士期间作者研究成果目录 |
（10）硅基微波光子滤波和延时集成芯片研究（论文提纲范文）
| 缩略名词索引 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 集成微波光子技术研究现状 |
| 1.3 集成微波光子滤波器研究进展 |
| 1.4 集成可调光学延时线及波束形成研究进展 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第二章 硅基集成光子单元器件 |
| 2.1 硅基光波导 |
| 2.2 硅基可调光衰减器 |
| 2.3 硅基多模干涉耦合器 |
| 2.4 硅基热光开关 |
| 2.5 硅基微环谐振腔 |
| 2.6 多功能可重构集成光子滤波器 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于氮化硅微环的可重构微波光子滤波器 |
| 3.1 基于光学滤波器的微波光子滤波原理 |
| 3.2 基于非平衡ODSB的可重构微波光子滤波器 |
| 3.3 基于可调光频梳的可重构微波光子滤波器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 单通道光开关切换光波导型可调光延时线芯片 |
| 4.1 OBFN原理概述 |
| 4.2 可调光延时线芯片设计 |
| 4.3 可调光延时线芯片制备与测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多通道硅基光波束形成网络芯片 |
| 5.1 多天线阵列系统波束控制原理 |
| 5.2 四通道OBFN芯片 |
| 5.3 二维光波束形成网络芯片 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的研究论文 |
| 后记 |
四、自制高性能2m波段天线（论文参考文献）
- [1]V波段高距离分辨率探测组件[D]. 滕鹏. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究[D]. 唐子娟. 北京交通大学, 2021
- [4]基于宽带瑞利光谱探测的光纤应变测量关键技术研究[D]. 赵士元. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]硅基超构表面的结构色显示与动态全息调控[D]. 杨文宏. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]石英音叉气体检测系统性能提升的关键技术研究[D]. 张秦端. 山东大学, 2021(11)
- [7]电磁对抗与感知一体化射频干扰抑制技术研究[D]. 裴仁帅. 电子科技大学, 2021(01)
- [8]毫米波成像安检系统基础理论及关键技术研究[D]. 孟杨. 电子科技大学, 2021(01)
- [9]基于微纳结构近场增强的拉曼及吸收光谱研究[D]. 陈骏. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]硅基微波光子滤波和延时集成芯片研究[D]. 郑鹏飞. 东南大学, 2021(02)