北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
相比传统的多光谱成像探测，偏振多光谱成像探测方法可以探测目标表面的粗糙度、含水量等更多信息，给目标检测带来了很大便利，但目前主要用于目标探测，尚未广泛应用于目标分类。BP神经网络是目前常用的一种典型神经网络，可以建立从端到端的映射，在训练样本集足够大的前提下，训练完毕且效果良好的神经网络是一种高效、精确、快速的工具。首先，利用基于旋转偏振片和滤波片的偏振光谱成像探测系统获取了典型地物的偏振多光谱图像，对图像进行了预处理，建立了数据集；其次，在该数据集上进行了神经网络的训练，训练后的神经网络可以处理未知的偏振多光谱图像，并实现了对几种典型地物的分类；最后，对神经网络分类的效果进行了评价，并与其他几种典型分类方法的效果进行了对比，发现神经网络方法具有更好的分类精度和效果，相比典型的最大似然分类算法，其总体分类精度可从91.7%提升至94.2%，Kappa系数可从0.851提升至0.898。研究结果表明：基于神经网络的偏振光谱图像分类方法对于改进和优化现有的偏振多光谱图像数据处理方法具有一定的研究意义。
偏振多光谱图像 图像分类 BP神经网络 polarized multispectral image image classification BP neural network 红外与激光工程
2022, 51(6): 20220249
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
铌酸锂波导集成光学芯片是高精度光纤陀螺系统的核心器件, 其性能直接影响光纤陀螺系统的性能。而质子交换炉是用质子交换法制备铌酸锂光波导的主要设备, 其炉温的控制质量直接影响铌酸锂光波导的质量。为了实现炉温的精确控制, 以炉膛内空气的温度为控制对象, 基于热平衡机理建立了质子交换炉温控模型, 并在此模型基础上进行了稳定性分析, 并利用MATLAB软件对温控模型进行PID控制仿真, 结果表明, 所建立出来的温控模型是稳定的, 但系统采用PID控制时抗干扰能力差, 这为进一步研究温度控制策略提供了依据。
铌酸锂光波导 质子交换炉 热平衡 温度控制 数学模型 lithium niobate optical waveguide proton exchange furnace heat balance temperature control mathematical model
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
光压加速度计作为新型悬浮类加速度计, 对惯性微球所受光阱力的理论研究提出了更高的要求。对单轴双光束光压加速度计的工作原理进行了分析, 并采用T矩阵方法对光压加速度计中的惯性微球在任意一轴所受到的光阱力进行数值模拟, 比较了在不同主要参数下的光阱力捕获效率的差异, 最后对光压加速度计的灵敏度进行了优化分析, 得出了10-7g/μm加速度的测量灵敏度。理论分析和模拟计算表明, T矩阵的方法可以实现快速和较为精确的光阱力的仿真与计算; 同时, 基于单轴双光束的光压加速度计方案可以得到较高的测量精度。
光压加速度计 T矩阵 光阱力 捕获效率 light force accelerometer T-matrix optical trapping force trapping efficiency
北京航空航天大学 光电技术研究所，北京 100191
激光器的频率漂移对相位敏感光时域反射计的定位有重要的影响，其直接导致定位的信噪比下降。提出一种频谱分析结合选取特征频段的定位算法，在算法中通过选取合适的特征频段，对影响系统定位的激光器频漂进行误差抑制。特征频段的选取通过实验信噪比的高低决定。通过实验验证，结果显示该算法提高了系统定位性能并进一步提高了信噪比。
频率漂移 相位敏感光时域反射计 频谱分析 定位算法 frequency drift distributed fiber-optic disturbance sensor system spectrum analysis location algorithm
1 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京 100191
2 上海航天控制技术研究所，上海 200233
调制器将输入连续光调制成脉冲光，是基于Φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统的重要组成部分，其调制频率直接决定了系统的监测距离并影响系统的动态特性。对调制频率对系统动态响应范围的影响进行了理论分析及仿真研究。结果表明，脉冲调制频率决定了系统所能还原的外界扰动信号的最高频率。调制频率越高，系统的频率响应范围越大，可探测到的扰动的极限频率越高，采集到的信号失真度越低；反之，调制频率较低甚至低于扰动信号频率时，采集到的信号将严重失真。
调制频率 动态性能 光时域反射计 光纤扰动传感 modulation frequency dynamic performance Φ-OTDR fiber-optic distributed vibration sensor
1 北京航空航天大学 精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京，100191
2 上海航天控制技术研究所，上海，200233
为了测试数字闭环加速度计系统的带宽，对国军标1037A-2004中的电模拟法进行了改进。首先，讨论了用国军标1037A-2004中的电模拟法测试数字闭环加速度计带宽存在的不足，然后，对加入激励信号的数字闭环加速度计系统的检测电路及闭环控制模型进行分析。分析显示，在系统的反馈回路加入激励信号最终可以在输入端等效为外界输入加速度，且该系统的动态模型与传统机械激励测试法系统的动态模型一致。最后，提出一种在数字闭环加速度计的反馈回路外加激励信号来测试该系统带宽的方法。实验表明: 数字闭环加速度计系统的实测-3 dB带宽值为320 Hz左右，与理论值(345 Hz)基本吻合。该方法具有精度高、误差源少、便于在线测试等特点，可满足大多数数字闭环加速度计的带宽测试要求。
数字闭环加速度计 带宽测试 反馈回路 加速度 digital closed-loop accelerometer bandwidth testing feedback loop acceleration
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
：零偏稳定性是评价光纤陀螺性能的一个重要指标，Y 波导的2π 电压准确度和电路中的交叉干扰大小在一定程度上决定了零偏稳定性。常用的方波调制在零转速附近对2π 电压的调整缓慢，导致2π 电压准确度无法保证，同时引入了较大的交叉干扰，在高精度陀螺中已经很难满足性能要求。本文提出的双方波调制解调方法，能够在任意转速下快速调整2π 电压，在零转速附近调整时间由方波调制的300 s 缩短到1 s，使陀螺在全工作温度范围内正常工作；同时，运用相干检测理论对方波调制和双方波调制的交叉干扰特性进行了深入研究，得到双方波调制可以抑制交叉干扰的结论，实验表明陀螺零位偏差由方波调制的0.22o/h 减小到0.06o/h，改善了陀螺的零偏稳定性。
光纤陀螺 零偏稳定性 调制 2π 电压调整 交叉干扰 FOG bias-stability modulation 2π voltage adjustment crosstalk
北京航空航天大学,仪器科学与光电工程学院,北京,100083
数字闭环光纤陀螺的动态性能受控制系统设计的影响.根据光纤陀螺数字闭环检测过程,建立了控制系统的数学模型.为在全频带内对模型进行验证,提出了基于Faraday效应的光纤陀螺频率响应测试方法,对该测试方法与角振动台测试方法的等效性进行了分析.设计了频率响应测试系统,测试范围大于50 kHz,波形失真小于0.1%.实测了采用一阶积分控制算法的数字闭环光纤陀螺频率响应.实验结果表明模型误差小于8%.
陀螺仪 光纤 闭环检测 模型 频率响应 测试
中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京,210016
简述了扩频技术的原理和特点,侧重介绍了扩频技术在远程监控传输系统中的应用实例,从理论和实际这两方面阐述了微波扩频技术在远程监控传输系统中所起的举足轻重的作用.
扩频技术 直接序列 解扩技术 远程传输 spread spectrum technology direct sequence decoding technology remote transmission
1 中国电子科技集团第五十五研究所,南京,210016
2 南京航空航天大学,南京,210016
论述了远程监控传输系统的4种实现方式,并对其优缺点进行了比较和分析.针对这4种传输方式的特点,提出了一些适用范围的建议.
远程传输 微波通信 数字扩频技术 组网灵活 remote transmission microwave communication digital spread-spectrum technology network agility
