检索结果-内蒙古大学图书馆

固体电子学研究与进展 2023年第3期43卷 234-240页

作者：孙亮缪旻李涛北京信息科技大学信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学智能芯片与网络研究中心北京100101

提出了一种2.5维(2.5D)系统封装高速输入/输出(I/O)全链路的信号/电源完整性(Signal integrity/power integrity,SI/PI)协同仿真方法。首先通过电磁全波仿真分析SiP内部“芯片I/O引脚-有源转接板-印刷电路板(即封装基板)-封装体I/O引脚... 详细信息

提出了一种2.5维(2.5D)系统封装高速输入/输出(I/O)全链路的信号/电源完整性(Signal integrity/power integrity,SI/PI)协同仿真方法。首先通过电磁全波仿真分析SiP内部“芯片I/O引脚-有源转接板-印刷电路板(即封装基板)-封装体I/O引脚”这一主要高速信号链路及相应的转接板/印刷电路板电源分配网络(Power distribution network,PDN)的结构特征和电学特性,在此基础上分别搭建对应有源转接板和印刷电路板两种组装层级的“信号链路+PDN”模型,并分别进行SI/PI协同仿真,提取出反映信号链路/PDN耦合特性的模块化集总电路模型,从而在电路仿真器中以级联模型实现快速的SI/PI协同仿真。与全链路的全波仿真结果的对比表明,模块化后的协同仿真有很好的可信度,而且仿真时间与资源开销大幅缩减,效率明显提升。同时总结了去耦电容的大小与布局密度对PDN电源完整性的影响及对信号完整性的潜在影响,提出了去耦电容布局优化的建议。

关键词： 2.5D系统封装信号完整性电源完整性协同仿真电源分配网络高速I/O链路芯粒

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多光束干涉光纤FP探针脉动微压传感研究

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仪器仪表学报 2022年第7期43卷 82-93页

作者：张雯熊洁李昊业韩静祝连庆北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 首都医科大学附属北京天坛医院北京100070

本文提出一种面向脉动微压传感的多光束干涉光纤法布里-珀罗(FP)探针。建立探针多光束干涉波长漂移与微压传感模型,分析其在气、液相环境中微压灵敏度差异。采用化学腐蚀、放电熔接、精密切割技术制备光纤探针器件。利用医用注射器、透... 详细信息

本文提出一种面向脉动微压传感的多光束干涉光纤法布里-珀罗(FP)探针。建立探针多光束干涉波长漂移与微压传感模型,分析其在气、液相环境中微压灵敏度差异。采用化学腐蚀、放电熔接、精密切割技术制备光纤探针器件。利用医用注射器、透明柔性软管、石英插芯构建微压测试环境,通过有限元仿真分析测试环境内部压强分布情况,在气相环境压强范围14.41~85.22 kPa、液相环境压强范围4.50~26.02 kPa的测试条件下,对3支光纤探针微压传感特性进行分析。实验结果表明,气、液相环境中,探针波长均随压强增大发生红移现象,反之,发生蓝移现象;气相环境探针平均微压灵敏度可达8.210 pm·kPa,液相环境探针平均微压灵敏度可达66.720 pm·kPa,高于气相环境,与理论模型相符。选取气、液相环境中微压灵敏度最高的光纤探针进行液相脉动微压传感特性研究。实验结果表明,5个脉动周期内探针波长响应良好,且重复性误差较小。本文提出的光纤探针结构紧凑,易于制备,灵敏度高,可实现1 Hz频率范围内的脉动微压传感,为液相环境脉动微压传感提供了重要的参考价值。

关键词：光纤传感多光束干涉法布里-珀罗探针脉动微压传感

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遥感卫星结构在轨热应变光纤光栅监测方法

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红外与激光工程 2022年第12期51卷 265-278页

作者：王浩然董明利孙广开何彦霖周康鹏北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

遥感卫星结构在轨服役期间易受空间极端温度变化与微重力环境影响容易产生热应变,严重影响探测精度,而现有方法难以实现热应变在轨监测。针对这一问题,提出具有温度解耦功能的热应变光纤光栅监测方法。采用数值模拟方法开展结构热应变... 详细信息

遥感卫星结构在轨服役期间易受空间极端温度变化与微重力环境影响容易产生热应变,严重影响探测精度,而现有方法难以实现热应变在轨监测。针对这一问题,提出具有温度解耦功能的热应变光纤光栅监测方法。采用数值模拟方法开展结构热应变计算分析,得到结构整体和局部热加载下温度场和应变场分布特征及变化规律。设计构建热应变光纤监测试验系统,对卫星天线结构模拟试件进行热加载光纤测量试验,测试分析热应变光纤监测精度,验证了方法的有效性。研究结果表明,在-120~120℃温度变化范围,利用光纤布拉格光栅传感器和温度解耦方法监测温度和热应变的相对误差分别为1.02%和2.45%;在30~100℃局部热加载作用下,结构温度场和应变场的重构误差分别为3.24%和6.61%。该方法在卫星结构在轨监测领域中具有良好的应用价值与前景。

关键词：遥感卫星在轨监测光纤传感热应变热控制

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工业相机自热引起像点漂移模型与补偿方法

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红外与激光工程 2021年第6期50卷 232-242页

作者：柴家贺董明利孙鹏燕必希北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为减小视觉测量中温度对工业相机像点坐标的影响,对相机自热引起的像点漂移进行研究,提出一种针对工业相机热致像点漂移补偿方法。通过Ansys Workbench对工业相机模型进行有限元仿真分析,得出工业相机自热会引起成像光路变化和传感器膨... 详细信息

为减小视觉测量中温度对工业相机像点坐标的影响,对相机自热引起的像点漂移进行研究,提出一种针对工业相机热致像点漂移补偿方法。通过Ansys Workbench对工业相机模型进行有限元仿真分析,得出工业相机自热会引起成像光路变化和传感器膨胀变化,定量分析光路变化与传感器膨胀对像点坐标的影响,建立图像像点漂移补偿模型。大量实验表明,利用模型补偿后的像点漂移误差pixel降低到0.1~0.2于热控装置,使用模型进行补偿的方法具有结构简单、成本低的明显优势。该研究提出的温度补偿模型为减小视觉测量中相机自热导致的像点漂移误差提供了理论依据。

关键词：视觉测量像点漂移补偿模型有限元工业相机自热

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大视场角相机星图快速识别方法

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激光与光电子学进展 2023年第22期60卷 89-94页

作者：张潇鹤董明利孙鹏刘其林北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

采用摄影测量方法对航天器天线面形进行在轨高精度测量,需对大视场角相机内外参数进行实时在轨标定。恒星可作为不变基准辅助在轨相机标定,但需对所拍星图中的星点进行识别得到其星点矢量信息。提出了一种针对大视场角相机所拍星图的快... 详细信息

采用摄影测量方法对航天器天线面形进行在轨高精度测量,需对大视场角相机内外参数进行实时在轨标定。恒星可作为不变基准辅助在轨相机标定,但需对所拍星图中的星点进行识别得到其星点矢量信息。提出了一种针对大视场角相机所拍星图的快速识别方法:首先,结合标定结果的星图识别策略,提高匹配准确性;然后,基于四颗星星间角距的标签搜索匹配方法,将复杂度减小至线性,实现快速准确匹配;最后,基于反投误差分析的匹配检验方法,避免误识别。实测实验表明:对采集到的2000张星图进行识别,相比于传统三角形星图识别算法,所提方法兼顾了识别速度和识别率,识别率达到99.5%,识别时间减少75%,证明此方法合理有效,可节省存储空间,提高星图识别速度,提高星图识别率,具有很好的实用价值。

关键词：大视场角相机相机内外参数畸变校正快速星图识别在轨标定

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超大范围视觉测量双相机联合标定和定向方法

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激光与光电子学进展 2022年第14期59卷 207-215页

作者：王智董明利孙鹏刘其林燕必希王君北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192

针对超大范围相机标定和定向的难题,提出了一种双相机联合标定与定向的方法。采用无人机携带长度尺构建大型空间虚拟标定场的方式,两台相机同时采集长度尺两端标志点图像;并利用长度尺空间长度作为约束,建立自标定光束平差模型,解算两... 详细信息

针对超大范围相机标定和定向的难题,提出了一种双相机联合标定与定向的方法。采用无人机携带长度尺构建大型空间虚拟标定场的方式,两台相机同时采集长度尺两端标志点图像;并利用长度尺空间长度作为约束,建立自标定光束平差模型,解算两相机各自的内方位参数和畸变系数及相机之间的相对外方位参数;最后利用重建长度尺的长度进行误差和精度评估。在40 m×10 m×14 m的超大范围下,所提方法重建长度尺时的平均长度误差为0.193 mm,均方根误差为2.316 mm,相对精密度优于1/20000。实验结果表明,所提方法可在超大范围下方便准确地标定双相机系统的全部参数,具有操作简便、成本低、精度高的优点,具有很强的适用性,为超大范围大尺寸结构视觉测量提供了方法参考和数据依据。

关键词：视觉测量超大范围无人机基准长度尺光束平差相对定向

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基于FBG的双环减敏型超低温应变传感器研究

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传感器与微系统 2024年第12期43卷 58-61页

作者：杨松岩何巍刘砚涛张钰民北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 北京强度环境研究所北京100076

针对超低温环境下航天火箭燃料贮箱大应变健康监测困难的难题,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的双环减敏型超低温应变传感器。实验中采用低温胶进行封装处理,分别对传感器在常温和液氮环境下进行了应变测试,在(0~490)×10^(-6)测... 详细信息

针对超低温环境下航天火箭燃料贮箱大应变健康监测困难的难题,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的双环减敏型超低温应变传感器。实验中采用低温胶进行封装处理,分别对传感器在常温和液氮环境下进行了应变测试,在(0~490)×10^(-6)测量范围内,传感器应变灵敏度分别为0.18 pm/10^(-6)和0.67 pm/10^(-6),减敏比为2.68,所设计的传感器在超低温环境下具有良好的应变减敏特性。

关键词：光纤传感器光纤光栅超低温应变减敏有限元分析

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一种基于CNN的混叠光谱解调算法及FPGA实现

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半导体光电 2024年第2期45卷 295-302页

作者：任嘉楠焦点杨铎徐春锋辛璟焘北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

为了解决光纤布拉格光栅(FBG)传感网络的光谱信号混叠问题,基于现场可编程门阵列(FPGA)提出了一种利用卷积神经网络(CNN)模型的混叠光谱信号解调算法,并对其进行硬件实现与加速。通过对模型参数进行定点数量化,压缩网络模型的存储空间,... 详细信息

为了解决光纤布拉格光栅(FBG)传感网络的光谱信号混叠问题,基于现场可编程门阵列(FPGA)提出了一种利用卷积神经网络(CNN)模型的混叠光谱信号解调算法,并对其进行硬件实现与加速。通过对模型参数进行定点数量化,压缩网络模型的存储空间,提高FPGA中DSP资源的利用率;利用循环展开和数组重排等硬件优化方法,提高了系统实时性,确定了算法的并行计算方案。研究结果表明,在100MHz的时钟下,测试集解调精度为1.19pm,推理速度为每帧14.96μs,光谱解调速率为60kHz,对于FBG混叠光谱信号解调具有较高的精度和速率。

关键词：光纤光栅混叠光谱 FPGA 卷积神经网络硬件加速

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基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法研究

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半导体光电 2024年第4期45卷 669-674页

作者：徐俊健任嘉楠吕峥辛璟焘祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

提出了一种基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法,该算法直接利用插值补零后的预测器和更新器对信号进行分解和重构,确保逼近信号和细节信号的长度与原始信号相同,避免重构后信号失真。模拟信号和光纤陀螺输出信号的仿真实验... 详细信息

提出了一种基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法,该算法直接利用插值补零后的预测器和更新器对信号进行分解和重构,确保逼近信号和细节信号的长度与原始信号相同,避免重构后信号失真。模拟信号和光纤陀螺输出信号的仿真实验结果表明,该算法能够较好地保留信号的时域特征,保证信号的完整性和准确性,不受降噪过程的影响,同时量化噪声降低了约50.23%,角度随机游走降低了约19.14%,零偏不稳定性降低了约53.02%,为光纤陀螺信号处理提供了一种有效的方法。

关键词：冗余二代小波光纤陀螺实时降噪预测器更新器

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单模-空芯-单模光纤微结构应变传感特性研究

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半导体光电 2024年第4期45卷 515-522页

作者：王磊张钰民姚霁峰骆飞祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

设计了一种单模-空芯-单模光纤微结构应变传感器,利用光束传播法进行仿真分析,建立了波长-应变关系模型,并对其应变特性、温度特性进行实验研究。实验结果表明,在0~340με范围内的拉伸应变灵敏度和-340~0με范围内的压缩应变灵敏度分... 详细信息

设计了一种单模-空芯-单模光纤微结构应变传感器,利用光束传播法进行仿真分析,建立了波长-应变关系模型,并对其应变特性、温度特性进行实验研究。实验结果表明,在0~340με范围内的拉伸应变灵敏度和-340~0με范围内的压缩应变灵敏度分别高达-4.19和-4.26 pm/με,线性度分别为0.9971和0.9981;在20~70℃范围内的温度灵敏度为9.6 pm/℃,线性度达到0.9909。该传感器制作简单且具有较高的应变灵敏度,可以实现应变测量。

关键词：空芯光纤多模干涉应变传感器灵敏度光纤传感

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