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太阳能多普勒差分导航捕获阶段的几何误差分析
摘要: 深空探测任务正朝着更高目标迈进,这推动了对精准及时的自主导航系统的研究需求。太阳多普勒差分导航是一种新兴且极具前景的天体自主导航方法,尤其适用于关键的捕获阶段。本文以火星深空探测为例,从几何学角度对太阳多普勒差分导航的三种误差源展开创新性分析,包括直射与反射太阳光源的重叠率、与光信号到达时间差(TDOA)相关的扩散效应,以及太阳自转多普勒差分误差。通过直射源与反射源的空间-时间重叠程度评估面积重叠率和TDOA扩散效应,理论分析与仿真结果表明二者可精确近似为同一光源。基于速度误差模型探究太阳自转多普勒差分误差,该模型构建的半椭球体可用于补偿太阳自转引起的多普勒误差。随着探测器接近火星,这三种误差均逐渐减小,意味着太阳多普勒差分导航方法在关键捕获阶段的性能持续提升。这些成果可为太阳多普勒差分导航的系统设计提供参考依据。
关键词: 误差分析、太阳光谱、多普勒效应、导航、几何误差
更新于2025-09-23 15:22:29
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可编程光子学:构建可普及的大规模光子集成电路生态系统的机遇
摘要: 水下声学(UWA)信道具有严重的时频扩展特性,通常被称为"双重扩展信道"。本文提出抗多普勒正交信号分复用技术(D-OSDM),旨在为UWA通信的双重扩展信道提供高可靠通信环境。该技术通过基扩展模型(BEM)对信道建模,在复用多个数据向量与导频向量的同时,确保信号经双重扩展信道传播后仍保持正交性。我们阐述了D-OSDM的收发端信号处理流程,并通过仿真与实验评估其性能。实验采用造波器测试水箱构建双重扩展信道,结果表明:在存在大时延和多普勒扩展的信道中,D-OSDM能实现低功耗高质量UWA通信——例如实验中当基于BEM的正交频分复用(OFDM)出现误块率(BLER)平台时,D-OSDM仍成功将BLER控制在10^-3量级;等效而言,D-OSDM可显著降低达成同等误码率(BER)所需的通信信号功率。总体表明,D-OSDM有望成为水下作业的强效通信工具。
关键词: 多径信道、多普勒效应、水声(UWA)通信
更新于2025-09-23 15:21:01
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靶材厚度对激光驱动过密等离子体靶产生高次谐波效率的影响
摘要: 本文通过解析和数值方法研究了靶材厚度对基于激光等离子体的高次谐波产生(HHG)效率的影响。我们获得了最佳参数区域:当激光归一化振幅a0、靶材密度ne与厚度d0满足关系式a0nc/ne < d0 < a0nc/2ne时,在此区域内激光可部分穿透靶材从而实现高效加速,同时靶材厚度足以沿激光上升沿振荡而不致破裂,这保证了HHG现象的发生。一维和二维粒子模拟结果均验证了该最佳靶材厚度理论,且在8.6×102? W/cm2驱动下产生了强度达I=3.0×102? W/cm2的单阿秒脉冲,其强度比厚靶产生的脉冲高出数百倍。
关键词: 多普勒效应、转换效率、高阶谐波、强激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2018年第28届国际电信网络与应用会议(ITNAC) - 澳大利亚悉尼(2018.11.21-2018.11.23)] 2018年第28届国际电信网络与应用会议(ITNAC) - 基于Wi-Fi的无设备微波鬼成像室内监控系统
摘要: 本文提出了一种基于Wi-Fi的无设备微波鬼成像(GI)室内监控系统。该系统利用原本设计用于通信的无线保真(Wi-Fi)信号作为微波鬼成像框架中的非相干照明源,并改进了微波鬼成像的目标重建流程以适应同时存在静止和移动物体的室内场景。数值模拟验证了所提出的基于Wi-Fi的微波鬼成像方案能有效分离不同速度的室内目标反射信号并分别获得聚焦图像。由于该系统利用现有Wi-Fi接入点(AP)作为收发器,因此可视为无设备系统,其复杂度和运营成本均显著降低。
关键词: 无设备、微波鬼成像、Wi-Fi、多普勒效应
更新于2025-09-23 04:32:06
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[IEEE 2019年第二届智能计算、仪器与控制技术国际会议(ICICICT) - 印度喀拉拉邦坎努尔(2019.7.5-2019.7.6)] 2019年第二届智能计算、仪器与控制技术国际会议(ICICICT) - 用于体内血糖测量的光学传感器校准
摘要: 水下声学(UWA)信道具有严重的时频扩展特性,通常被称为"双扩展信道"。本文提出抗多普勒正交信号分割复用技术(D-OSDM),旨在为UWA通信的双扩展信道提供高可靠通信环境。该技术在假设信道可采用基展开模型(BEM)描述的前提下,除导频向量外还复用多个数据向量,并确保信号经过双扩展信道传播后仍保持各向量间的正交性。我们阐述了D-OSDM的收发端信号处理流程,并通过仿真与实验评估其性能。为构建双扩展信道环境,采用配备造波器的测试水池开展实验。结果表明:在存在大时延和多普勒扩展的信道中,D-OSDM能实现低功耗高质量的水下通信——例如实验中当基于BEM的正交频分复用(OFDM)出现误块率(BLER)平台时,D-OSDM仍成功将BLER控制在10^-3量级;等效而言,D-OSDM能显著降低达成同等误码率(BER)所需的通信信号功率。总体表明,该技术可成为水下作业的强效通信手段。
关键词: 多径信道、多普勒效应、水声(UWA)通信
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019器件研究会议(DRC) - 美国密歇根州安娜堡(2019.6.23-2019.6.26)] 2019年器件研究会议(DRC) - 基于WSe?的谷自旋耦合器件用于低功耗非易失性存储器
摘要: 水下声学(UWA)信道具有严重的时频扩展特性,通常被称为"双扩展信道"。本文提出抗多普勒正交信号分复用技术(D-OSDM),旨在为UWA通信的双扩展信道提供高可靠通信环境。该技术通过基扩展模型(BEM)对信道建模,在复用多个数据向量与导频向量的同时,确保信号经过双扩展信道传播后仍能保持正交性。我们阐述了D-OSDM的收发端信号处理流程,并通过仿真与实验评估其性能。实验采用造波器测试水箱构建双扩展信道,结果表明:在存在大时延与多普勒扩展的信道中,D-OSDM能实现低功耗高质量的水下通信——例如实验中D-OSDM成功将误块率(BLER)控制在10^-3量级,而基于BEM的正交频分复用(OFDM)技术则出现BLER平台效应;等效而言,D-OSDM可显著降低达成同等误码率所需的通信信号功率。总体表明,D-OSDM有望成为水下作业的强效通信工具。
关键词: 水下声学(UWA)通信、多径信道、多普勒效应
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年德国慕尼黑激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) (2019.6.23-2019.6.27)] 2019年激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 多普勒效应对载波包络相位的影响
摘要: 载波包络相位(CEP)稳定在阿秒脉冲产生和高场物理领域具有重要作用[1]。超短脉冲的低抖动CEP稳定通常依赖于主动稳定方案,采用反馈或前馈控制。然而这两种成熟方法都存在不利副作用:反馈控制会直接调制泵浦功率或腔内损耗,导致激光输出出现不必要的功率波动;而前馈控制虽不破坏输出稳定性,却会引起所用声光移频器的光束指向变化。本文展示了一种基于多普勒效应的新型激光振荡器CEP调制方法,该方法不会产生上述任何副作用。
关键词: 多普勒效应、圆周能量分布稳定、超短脉冲、载波包络相位、激光振荡器
更新于2025-09-16 10:30:52
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[美国激光学会ICALEO? 2016:第35届国际激光与电光应用大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥(2016年10月16-20日)] 国际激光与电光应用大会 - 用于空间应用的速度和距离测量的光学频率阶梯啁啾调制相干激光雷达
摘要: 登陆火星或其他行星的航天器通常需要测量自身与着陆面之间的相对速度和距离。该测量要求具有高精度和高可靠性。本文提出一种用于测距和测速的光学频率步进啁啾调制脉冲序列相干激光雷达技术。该研究提出全光纤结构激光雷达,具有体积小、效率高、功耗低和性能稳定的优势。本文阐述了光学频率步进啁啾调制技术,给出半导体种子激光器驱动电流与激光频率的理论模型,并计算调制波形。采用任意波形发生器加载该波形获得光学步进啁啾调制脉冲序列。本文推导了该雷达的模糊函数,该函数为分析其特性提供了有力工具,并揭示出该雷达的高效时宽带宽积这一突出特性——该特性可带来高测距精度与速度精度。所采用的信号处理方法具有先进性,其算法能同步获取距离和速度信息。本文分析了目标运动产生的多普勒效应,并通过特殊算法补偿多普勒效应导致的距离徙动误差。
关键词: 光学相干性、检测、频率调制、激光雷达、多普勒效应、光纤激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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光纤与大气光通信 || 光通信信道中的衰落
摘要: 如文献[1,2]所述,在大多数大气中运行的光纤与无线光通信系统[3,4]里,由于光纤内部人工结构特征及材料色散效应,或大气中自然障碍物(气溶胶、雨雪云等水成物)的存在,会产生多重衍射、多次反射和多次散射现象。这些效应不仅会导致相较于视距(LOS)地表条件下的附加损耗,还会造成探测器接收信号强度的额外衰落,可将其分解为慢衰落与快衰落两种独立效应[5-10]。在实际大气通信链路中,通过不同路径到达静止或移动探测器的各类光信号具有各自连续随机变化的相位,因此合成信号包络及其相位也均为随机变量。此外,由于多径分量接收信号存在不同多普勒频移,其随机频率调制效应[11-14]亦可解释多普勒现象。因此,要描述慢衰落与快衰落信号特征,需引入多径通信信道中伴随实际信号衰落的相应统计效应数学描述。
关键词: 统计描述、光通信、多普勒效应、多径、衰落
更新于2025-09-12 10:27:22
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《星光分析》(天体光谱学两百年)|| 多普勒效应
摘要: 1842年5月25日,天文学光谱学历史翻开了重要篇章。这一天,布拉格大学(当时属奥地利)数学教授克里斯蒂安·多普勒(1803-1853)(图6.1)向波希米亚皇家科学学会发表了题为《论双星及某些其他天体的有色光》的演讲[1]。多普勒通过类比声波和海浪,提出当发光体或观察者相对于以太(当时认为光波传播必须依赖这种介质)运动时,光波的振荡频率——因而其颜色——会发生变化。他给出了光源或观察者运动时的频率变化公式δν,这些公式实质上就是如今熟知的方程δν/ν0 = V/c。式中V为视线方向的相对速度,c为光速,ν0为静止光源的光波频率。
关键词: 频率变化、多普勒效应、天文光谱学、克里斯蒂安·多普勒、光波
更新于2025-09-10 09:29:36