分析了目标红外辐射特征, 进行了外场等效红外信号源参数计算, 阐述了外场红外目标模拟系统的构建, 依据外场等效红外信号源参数的分析计算, 确定了红外外场目标模拟系统的主要参数, 介绍了红外目标模拟系统组成及工作原理。研究表明, 该系统能够充分体现红外系统在外场测试的目标特征, 可作为红外系统外场性能检测的重要手段。

针对红外小目标检测中的背景抑制问题, 提出一种新的方法。利用分布图法和Bayes估计器根据有限帧图像估计出当前取景框的“纯背景”, 将各图与背景图运算得到只含有目标和少数噪声点的图像, 对图像进行分割和目标判别, 可有效抑制图像中的起伏背景, 降低后期处理的错误率。实验验证了该方法的有效性。

送粉喷嘴作为送粉系统的关键部件之一, 直接影响着激光熔覆的效果。随着激光熔覆技术的发展, 国内外对送粉喷嘴进行了深入研究, 研制出了多种新型送粉喷嘴, 都有效地提高了熔覆效果和粉末的利用率。简要概括了国内外对于同轴送粉喷嘴的研究进展以及送粉原理, 分析了现有同轴送粉喷嘴现状, 指出了现有送粉喷嘴存在的不足, 提出加强送粉喷嘴的设计是加速送粉激光熔覆发展的关键问题之一, 并对同轴送粉喷嘴的前景进行了展望。

在实验室条件下, 对于不同频率、不同振动强度的水下声音信号展开激光相干探测研究, 建立了基于该方法的实验系统。水表面在水下声音信号作用下产生波动时, 用激光照射水表面, 其产生的水表面散射光携带了声波信息并与参考光发生干涉, 对干涉信号进行采集并处理可得到水下声信号的频率与强度信息。对不同条件下得到的实验结果进行对比分析。实验结果表明, 激光相干探测技术可有效地探测水下声信号, 并且随着声信号的频率提高、强度减弱, 探测效果趋于变差。实验系统采用全光纤光路设计, 取得了较好的效果。

运用结合双温模型的分子动力学方法, 数值模拟了脉宽为100 fs的超短脉冲激光烧蚀B2结构镍钛形状记忆合金薄膜的作用, 研究了较低能量密度下B2结构镍钛形状记忆合金靶材的相变过程。结果表明, 超快激光与B2结构镍钛形状记忆合金相互作用时, 压力波传播引起了热能的弛豫。脉宽为100 fs, 功率密度为20~35 mJ/cm2的激光与靶材作用时, 烧蚀产生的压力波在其传播过程中诱导靶材发生了相变, 并形成三明治结构。

稀土掺杂光子晶体光纤是制作高功率光纤激光器、光纤放大器的理想材料, 对稀土掺杂光子晶体光纤的研究尤为重要。提出了一种新型的空气孔八边形双排排列的光子晶体光纤, 并对其部分特性进行分析。研究了该种光纤的掺杂纤芯直径、掺杂折射率和波长的变化对有效模场面积和有效折射率的影响, 并计算了该稀土掺杂光纤作为光纤放大器时的重叠因子的特性。为以后更好的制作光纤放大器等光器件产生了一定的理论基础。

综述了当前衍射光学元件的加工制作工艺方法, 包括光刻法、薄膜沉积法、直写法、金刚石车削法、准分子激光加工法、灰阶掩模法和复制法。详细说明了这几种方法加工衍射光学元件的工艺过程, 并分析了各种加工方法的优缺点。介绍了衍射光学元件在各种光谱镜头中的应用, 分别给出了衍射面在可见光波段、红外波段和紫外波段系统中的具体设计实例。最后得出结论, 说明衍射光学元件可以增加设计自由度, 简化系统结构, 减小体积, 减轻质量, 改善像差, 提高系统成像质量。

首先介绍了电压型和跨导型峰值保持电路的基本工作原理。利用Multisim9软件, 对影响跨导型峰值保持电路精度的因素进行仿真分析, 得出峰值保持电容的选取, 对保持精度的影响较大。然后, 给出电容容值选取的简化参考公式。最后通过实验, 证明以MAX436为设计核心的跨导型峰值保持电路, 具有较高的峰值保持精度。

为了分析高速公路红外引导系统在不同能见度条件下的观察距离, 根据红外大气传输理论模型和计算方法, 分析了大雾条件下大气衰减对红外辐射的各种影响。在此基础上, 提出了红外引导系统透雾特性研究方法。通过实验室模拟自然界的大雾气象条件, 测得目标红外辐射的相关参数, 并通过理论分析和实际验证, 来评估热像仪在自然环境下的透雾能力。实验表明, 高速公路红外引导系统具有较强的透雾能力。

为对某系统工作状态中的重要性能参数进行全程监测和定量分析, 并满足在高冲击等特殊环境下使用的要求, 提出了一种基于FPGA以及Flash介质的测试存储系统设计方案。详细阐述了硬件系统各组成模块的电路及其工作原理, 给出了系统内部数字电路的时序逻辑, 介绍了采集中的编码方法和提高存储速度的方法。在实际工作过程中, 测试系统达到了准确、可靠的记录技术要求, 记录下的数据为器件的工作状态分析提供了详实的依据。

基于传输矩阵法, 分析了串联双环谐振滤波器传输特性, 推导出了通路和下话路的传输函数表达式及最佳耦合条件。在忽略损耗情况下, 计算分析了耦合系数和微环半径对滤波特性的影响, 并进行了参数优化。计算结果表明: 当串联双环半径分别为40 μm和50 μm、微环与直波导耦合系数为0.2时, 滤波器的自由光谱范围能够达到22 nm且3 dB带宽仅为0.27 nm, 从而能够实现在50 GHZ间隔的密集波分复用系统中仅对某一特定波长进行滤波。

光纤光栅传感器目前在工业上对高温压力管道表面的应变监控有着广泛的应用。但由于存在应变和温度的交叉影响, 使传感器的测量精确度受到了一定的限制, 不能满足工业实际需要。通过分析FBG应变传感器的基本工作原理, 针对FBG的应变、温度交叉敏感问题, 提出并采用了二元回归分析算法来实现FBG应变传感器的温度补偿模型。由计算机程序运行结果和实验结果表明, 利用二元回归分析法对FBG应变传感器进行数据融合处理后, 温度灵敏系数由2.74×10-2/℃降低为9.16×10-5/℃, 温度的交叉敏感性得到明显改善, 可满足高温压力管道应变测量的实际测量要求。

为了解决转台伺服系统设计时速度及加速度滞后补偿环节调节器参数的选定难题, 提出一种确定滞后补偿调节器参数的方法。首先, 根据滞后补偿原理确定了调节器的模型及其参数取值范围。其次, 用穷举法获取了能够保证系统稳定的多组滞后补偿参数。然后, 利用MATLAB软件允许在线修改simulink仿真参数的特点编写M文件, 逐一计算每组参数对应的跟踪精度, 从中确定了最优参数组。最后, 验证了应用所选最优参数组时转台的跟踪精度。实验结果表明: 应用新方法所设计的滞后补偿调节器时转台的跟踪精度为14.39”, 完全满足系统精度要求。

阐述了一种机载设备安全防护模块的设计理念和架构。介绍了模块电路设计原理、电压区域保护控制流程、串行密钥码控制流程和安全防护逻辑架构。针对机载供电电源特性, 应用电压区域保护技术和串行密钥码匹配技术, 提高设备的电源兼容性, 保证设备的安全性和可靠性。

为了解决光栅测试复杂和测试设备昂贵的问题, 设计了一种从采集到显示的光栅图像高速采集系统。该采集系统基于ARM 微控制器STM32F103、USB2.0和线阵CCD芯片TCD1209D。通过ARM芯片的GPIO模拟CCD工作时序, 用软件编程的方式配合辅助电路实现了其驱动时序。然后利用STM32F103的片内AD 和USB2.0控制器, 实现了CCD信号的采集和USB传输, 在PC端编写了图像显示软件。结果表明, CCD输出带明暗条纹的光栅图像信号, 通过USB传输, PC上的图像采集软件中能正确显示出该光栅图像信号的图像。

根据大功率、低噪声半导体泵浦光纤激光器对于激光电源的要求, 通过LD工作原理和输出特性分析, 设计一种以 ADuc842高速单片机为主控芯片的LD驱动控制电路。设计采用自动电流控制(ACC)和自动温度控制(ATC)的方式, 实现LD的恒流源驱动和恒温控制。设计还引用了双限流电路、浪涌吸收电路及慢启动电路等一系列保护电路, 提高了LD的抗冲击能力和工作稳定性。实验结果表明, 电流输出稳定度优于[0.5%], 温度稳定度达到[±0.1℃] 。

对大功率LED光源的驱动电源和散热特性进行了分析。通过对大功率LED驱动电源的应用效率和光源热量产生、热源传导方式及热流特性的研究, 提出了优化改进驱动电路设计和结构设计方法, 在驱动电路设计中通过升/降压恒流电路、采用工频变压整流设计提高电源的利用率, 降低电源耗热; 在结构设计中通过优化改进翅片材质及界面材料、改进翅片结构、加装热管和均温板几种方式进一步提高散热效果, 从而使产品的质量和性能得到全面提升。

针对三轴转台伺服系统位置精度要求不断提高, 提出了改进型重复控制与微分前馈控制相结合的复合控制作用于伺服系统的位置回路。根据某型三轴转台伺服系统的组成, 分析并建立了电流环、速度环与位置环的模型, 并于位置环设计了改进型重复控制器。设计时, 考虑了三轴转台的三个框架转动时互相产生的耦合影响, 并分析三个框架同时转动时三轴转台的内框快速性与稳定性。仿真结果表明, 采用复合控制策略时三轴转台的位置控制响应快、精度高、抗干扰性强, 满足系统性能指标。

为了使训练更有针对性和计划性, 训练模拟器的评估功能应做到评估内容覆盖全面、贴合训练大纲、综合考虑训练过程中的各种因素、评估方式多样灵活等。根据训练模拟器评估功能需求以及已有研制经验, 分别讨论了理论考试、操作训练评分、复杂训练课题评分以及辅助评估四种评分方式的设计思路, 并提出了一种训练评分的处理流程。数据采集、专家系统和综合模糊评价法技术的应用在训练模拟器评估系统设计中起到很关键的作用。除了对以上关键技术应用的研究, 在该课题上的研究应该重点放在提高智能化和灵活性上, 以适应未来的复杂大型模拟器或者多模拟器的联网训练。

为了实现以最小烟幕屏障对目标的有效防护, 设计了最小烟幕遮蔽区域算法, 给出了其最小面积和空间坐标; 分析了风在烟幕投放过程中对爆点的影响, 提出了烟幕投放时发射角度修正算法; 研究了烟幕飘移对遮蔽效果的影响, 提出了面积补偿算法; 最终得到当前气象条件下满足要求的烟幕屏障面积和分区域中心点坐标。

为了对导弹在飞行时产生强烈的紫外辐射进行模拟, 对导弹紫外动态辐射特性行了分析, 并对适合作为辐射源的人工紫外光源原理、特点与应用进行了描述与比较, 最后对飞行特征几种控制方式与适用的光源进行阐述与比较。

介绍利用大功率半导体激光器作为温度发生装置, 发出脉冲激光使被校准热电偶表面产生准阶跃温度变化的信号, 用响应速度快的红外探测器和响应慢的被校准热电偶同时对此温度变化信号进行探测, 最终以前者测得的值作为真值来校准后者的新的动态校准系统。为了能够测试响应速度快的热电偶, 需要测试温度发生装置的响应时间, 因此提出了选用响应速度快的光敏二极管作为光电探测器件, 通过搭建测试电路, 获得激光器上升时间的测试方法。并针对波长为980 nm的大功率半导体激光器进行测试, 给出测试结果。试验表明, 该半导体激光器的上升时间为纳秒级别, 可以实现对时间常数为微秒级别热电偶的动态校准。