针对在DSP中实现全天区星图识别算法耗时长导致实时性差, 提出并实现了一种基于FPGA的星辐射模式下的全天区星图识别算法。该方法利用FPGA并行性、高主频等特性, 在保证算法高精度、高准确度的前提下, 解决了全天区星图识别耗时长的问题。首先, 根据星点信息构建星辐射模式; 其次, 基于FPGA实现了星辐射模式下对应特征向量的计算; 最后, 提出了一种可预读、流水化的星辐射模式匹配算法, 极大地缩短了星辐射模式匹配的时间。在Xilinx公司的Xc7a75tfgg484-2平台上进行实验验证, 结果表明, 在相同时钟主频下, 基于FPGA的星图识别算法速度比基于DSP的算法速度快10.95倍以上, 而且在使用三组特征向量同时进行匹配时, 识别率超过99%。

为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性, 提出了“井”字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内, 由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源; 根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了“井”字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波, 并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明: “井”字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便, 具有对称的辐射模式, 在320~380 GHz的工作频段内的增益高于26.4 dB, 3 dB主瓣宽度低于4.8°, 基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。

利用复模式耦合模理论分析了基于闪耀光纤布拉格(Bragg)光栅功率检测的折射计中不同设计参数对折射计性能的影响。利用完全匹配层(PML)技术简化了辐射模分析模型。分析结果表明,随着光栅倾斜角度的增大,折射计的感应范围向折射率较小的方向移动。随着光栅长度以及折射率调制强度的增大,折射计的灵敏度增大,但折射率感应范围不变。同时这种折射计具有偏振依赖性,随着光栅倾斜角的增大偏振依赖性提高。因此在这种传感系统中需要引入精确且稳定的偏振控制。