红外与激光工程
2024, 53(1): 20230372
北京空间机电研究所激光工程技术研究室，北京 100094
五相步进电机已被广泛应用于控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域。通过对新型五相步进电机工作原理的研究，采用 Luminary公司 LM3S615芯片设计完成步进电机的控制组件，由其内部自带的脉宽调制 (PWM)模块产生驱动组件所需的接收时序信号，实现对驱动组件进行细分驱动。通过配置驱动组件，可以产生占空比不同的方波，从而在电机线圈内能够产生多种不同幅值的电流来实现细分驱动。选用的五相步进电机平台型号是 SGSP(MS)20-85(X)。通过实验表明可以实现对步进电机的步进角、角位移量以及转动速度和加速度的精确控制。
LM3S615芯片 五相步进电机 控制技术 LM3S615 five -phase stepper motor control technology 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(2): 317
星载激光测距通过发射机射出稳定度较高的脉冲激光实现对目标物的距离测量, 其中涉及到激光器的设计与应用, 尤以激光器电源功能和性能的实现最为重要。因此, 实现星载激光器电源的外部控制和实时状态量的采集变得尤为重要。在基于FPGA技术基础上, 利用AC/DC电源组件、遥控遥测组件和显示控制组件, 设计出一种可以对激光器电源提供外时统信号、调Q信号、AD/DA控制信号, 从而实现激光器电源状态量的实时遥测和LD电流信号、调Q信号的实时调节控制的系统, 该系统可以设置激光重频和控制激光出射时刻, 也可以实时显示激光脉冲次数和激光器电源的相关遥测量, 同时对该系统涉及到的设计与实现进行了详细阐述, 并对高可靠性的激光器电源遥控遥测系统性能和功能的进一步提升提出了改进方案。
激光器电源 遥控遥测系统 laser power supply remote control and telemetry system FPGA FPGA 红外与激光工程
2016, 45(10): 1020003
1 海军航空工程学院电子信息工程系， 山东 烟台 264001
2 山东省信号与信息处理重点实验室， 山东 烟台 264001
基于近海环境的大气信道测试链路，实时测量了大气湍流中的大气折射率结构常数、光束漂移方差和光束半径等参数的实验数据。对仅考虑湍流影响和考虑指向误差影响的无线光通信的误码率(BER)模型进行对比分析，分析考虑指向误差影响下的BER分别随大气折射率结构常数、光束漂移和光束扩展半径的变化关系。分析结果表明，实际测量的BER分布随着大气折射率结构常数的增大而变大，受到光束漂移和光斑扩展效应的影响，在大气折射率结构常数较小时，实际测量BER较理论计算的BER大10~20个数量级。
大气光学 光通信 大气湍流 光束漂移 误码率 指向误差
1 海军航空工程学院电子信息工程系, 山东 烟台 264001
2 山东省信号与信息处理重点实验室, 山东 烟台 264001
光束漂移和光斑扩展是激光在大气湍流中传输时的两个重要效应。利用CCD成像技术在烟台地区近海面、沙滩和公路三种下垫面环境进行了准直高斯光束传输实验，测量了光束漂移、光斑扩展和大气折射率结构常数等实验数据，在此基础上分析了不同下垫面环境下光束漂移和光斑扩展特性。结果表明：当大气折射率结构常数变化较小时，近海环境下光斑扩展和光束漂移的起伏幅度是三种下垫面环境中最大的，分别为0~1.5 cm和0~0.6 cm。沙滩环境下光斑扩展的实际测量值与理论预测值的相对误差最小，均在10%之内。公路环境下大气折射率结构常数较近海环境和沙滩环境高一个数量级，光束漂移和光斑扩展的变化趋势均与大气折射率结构常数的变化趋势一致。
大气光学 大气湍流 光束漂移 光斑扩展 大气折射率结构常数 下垫面 激光与光电子学进展
2016, 53(8): 080101
海军航空工程学院电子信息工程系山东省信号与信息处理重点实验室 山东 烟台 264001
利用大气光束动态测试仪对近海面的光斑扩展进行实验测量，将海洋环境大气折射率起伏功率谱与传统Kolmogorov大气折射率起伏功率谱下的光斑扩展模型进行对比分析。结果表明，实测光斑扩展起伏幅度比海洋谱和Kolmogorov谱的光斑扩展起伏幅度大，而海洋谱下的光斑扩展理论计算值在使用了实测的内尺度数据后起伏幅度很小；随着大气折射率结构常数的增加，大气海洋谱光斑扩展模型较Kolmogorov谱光斑扩展模型更接近实测值；当链路距离为1 km时，海洋谱光斑扩展的理论计算值与实测值的差值为0.1~1.5 cm，当链路距离为2 km时，差值为0.1~1.8 km，相对误差均在0.1%~11.4%之间。
大气光学 近海面 大气湍流 光斑扩展 准直高斯光束 大气折射率起伏功率谱 激光与光电子学进展
2016, 53(7): 070105
1 海军航空工程学院电子信息工程系, 山东 烟台 264001
2 山东省信号与信息处理重点实验室, 山东 烟台 264001
3 91395 部队, 北京 102443
光斑扩展是光束在大气湍流中传输时的一个重要效应。利用光束动态变化测试系统在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验，在测量光斑扩展、温度、相对湿度和大气折射率结构常数等数据的基础上，分析了近海面准直高斯光束光斑扩展的变化特征。分别选择不同距离的链路和不同时间段进行实验，分析光斑扩展的变化情况。研究结果表明：近海面大气湍流中的光斑扩展半径与大气折射率结构常数相关性在晴朗时比风浪较大时要好。在风浪较大时，光斑扩展半径与大气折射率结构常数相关性较差，但在一定时刻与温度和相对湿度相关性较好；在链路距离相同的条件下，夜间光斑扩展半径明显小于昼间，且夜间光斑起伏幅度也小于昼间。
1 海军航空工程学院电子信息工程系, 山东 烟台 264001
2 山东省信号与信息处理重点实验室, 山东 烟台 264001
光束漂移是激光在大气湍流中传输时的一个重要效应。基于海上大气折射率起伏功率谱模型，推导得出了该环境大气湍流中水平路径光束漂移的理论表达式；为了分析所建立模型的适用性，利用CCD 成像技术，在烟台地区近海面环境下开展了多次激光传输实验，分别采集到了不同时间段和不同距离的准直高斯光束漂移实测数据，在弱起伏条件下，将理论预测值与实际测量值进行比较，分析结果表明：两者之间的相对误差值全部低于16%，说明所建立的海上环境光束漂移理论模型能够与实测值较好地吻合。所得到的研究结果将为研究海上环境下光束漂移问题提供更加准确的理论模型。
大气光学 激光传输 大气湍流 海上环境 折射率起伏功率谱 光束漂移 相对误差
1 海军航空工程学院电子信息工程系, 山东 烟台 264001
2 山东省信号与信息处理重点实验室, 山东 烟台 264001
光斑漂移是光束在湍流大气中传输时的一个重要效应。利用CCD 成像技术在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验，并在实测数据的基础上，分析得到了近海面准直高斯光束的漂移特性。研究结果表明：水平漂移幅度大于垂直漂移幅度，对于1.21 km 近海面路径而言，前者介于5.25~10.69 mm 之间，后者介于4.45~8.59 mm 之间，两者之比的平均数为1.33，小于其他环境下聚焦光束的比值，随着传输距离的增加，它们之间的差异逐渐缩小，夜间时段的比值大于白天时段的比值，并且近海面不同时段的光束漂移幅度差别较小。此外，还对测试期间的大气折射率结构常数进行了简要分析。
大气光学 激光传输 大气湍流 海面环境 准直光束漂移 大气折射率结构常数 光学学报
2015, 35(11): 1101005
