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oe1(光电查) - 科学论文

12 条数据
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  • 高通量纳米孔与离子通道信号的小波去噪

    摘要： 近期研究通过采用集成互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路，将固态纳米孔电导记录的噪声限制带宽提升至超过5 MHz，离子通道电导记录则超过500 kHz。尽管当采用正弦基函数时，这些记录所特有的脉冲状信号存在频谱展宽现象，但人们通常使用贝塞尔滤波器来降噪以获得可接受的信噪比（SNR），代价是损失许多更快的时间特征。在此，我们报道了采用小波降噪而非贝塞尔滤波所能实现的SNR改进。当与最先进的高带宽CMOS记录仪器结合使用时，与2.5 MHz贝塞尔滤波器相比，我们能将基线噪声水平降低四倍以上，同时保留与该滤波器带宽相当的信号瞬态特性。同样地，对于离子通道记录，我们实现了优于100 kHz贝塞尔滤波器的时间响应，且噪声水平与25 kHz贝塞尔滤波器相当。SNR的提升可用于对这些记录进行稳健的统计分析，这可能为纳米孔易位动力学和离子通道功能机制提供重要见解。

    关键词： 离子通道、纳米孔、互补金属氧化物半导体（CMOS）、小波、去噪、信噪比（SNR）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 单元比恒虚警率方法在相干多普勒测风激光雷达中的应用

    摘要： 提出一种用于检测多普勒频移的单元比恒虚警率（CR-CFAR）方法，以提高相干多普勒风激光雷达（CWL）在低信噪比（SNR）环境下测量速度的准确性。该方法通过分析频谱来解决广泛使用的周期图法中遇到的弱信号被噪声淹没的问题，其特性在于频谱中信号区域斜率大于噪声区域斜率。我们结合比率与CFAR提出了CR-CFAR方法，利用该方法从频谱中识别峰值区域，通过去除背景噪声获得包含多普勒频移的峰值信号。为验证CR-CFAR方法，于2016年6月1日至7日在中国哈密（北纬42°32′，东经94°03′）开展了CWL与商用多普勒激光雷达的联合外场实验。结果表明：该方案显著提升了低信噪比条件下CWL数据的可靠性，水平风速相关性及水平风向相关性均超过0.99的高度增加了65米，120米高度处水平风速相对偏差从40.37%降至11.04%。采用CR-CFAR方法分析连续观测数据时，相比常规风场反演方法获取了更丰富的风场特征信息。

    关键词： 相干多普勒测风激光雷达、单元比恒虚警率（CR-CFAR）、信噪比（SNR）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2019中国自动化大会(CAC) - 中国杭州(2019.11.22-2019.11.24)] 2019年中国自动化大会(CAC) - 激光三角位移传感器的温度补偿

    摘要： 本文研究存在直传链路时全双工大规模多输入多输出(MIMO)放大转发(AF)中继系统的端到端信噪比(SNR)最大化问题。首先，我们通过考虑大规模MIMO场景，严格证明了最大比合并/最大比传输(MRC/MRT)中继策略的渐近最优性。针对与源波束成形器相关的等效优化问题，我们提出一种基于二分搜索的两层迭代算法，该算法能保证获得全局最优解。作为该方法的副产品，我们发现最优源波束成形器具有与源-中继链路和源-目的链路均相关的广义信道匹配结构。除最优设计外，我们还设计了基于高信噪比近似的次优方案，该方案具有闭式解。仿真结果验证了全双工中继设计的优势，并表明所提最优与次优方法之间的性能差距可忽略不计。

    关键词： 信噪比（SNR）最大化、大规模多输入多输出（MIMO）、全双工放大转发（AF）中继、直连链路

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 中国厦门（2019.12.17-2019.12.20）] 2019年光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 拓扑绝缘体超表面中的偏振不敏感电磁诱导透明现象

    摘要： 本文针对存在直传链路的全双工大规模多输入多输出（MIMO）放大转发（AF）中继系统，重点研究端到端信噪比（SNR）最大化问题。首先，我们通过考虑大规模MIMO配置，严格证明了最大比合并/最大比传输（MRC/MRT）中继策略的渐近最优性。随后，针对与源波束成形器相关的等效优化问题，我们提出一种基于二分搜索的两层迭代算法，该算法能保证获得全局最优解。作为该方法的副产品，我们发现最优源波束成形器具有与源-中继链路及源-目的链路均相关的广义信道匹配结构。除最优设计外，我们还设计了一种基于高信噪比近似的次优方案，该方案具有闭式解。仿真结果验证了全双工中继设计的优势，并表明所提最优与次优方法之间的性能差距可忽略不计。

    关键词： 信噪比（SNR）最大化、大规模多输入多输出（MIMO）、全双工放大转发（AF）中继、直连链路

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于多空间分辨率分析的相位敏感光时域反射传感系统性能优化

    摘要： 本文提出并验证了一种具有多空间分辨率（MSR）分析特性的相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）传感系统。通过理论分析与实验，揭示了空间分辨率（SR）、信噪比（SNR）与振动区域长度之间的定性关系，表明选择合适的SR来分析振动事件可有效提升传感系统的信噪比。该MSR传感方案为Φ-OTDR传感系统的性能优化提供了可行方案，能在保持相同可探测频率范围的前提下，仅通过单次测量即可以最优信噪比还原不同扰动范围的振动事件。

    关键词： 相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）、信噪比（SNR）、多空间分辨率（MSR）分析

    更新于2025-09-23 21:30:14

  • 提升小分子有机光电探测器性能以应用于反射式光体积描记传感器

    摘要： 研究了有机光电探测器性能对提升有机光体积描记传感器感测能力的影响。优化后的有机光电探测器采用阳极界面层和阴极界面层，在-2V电压下呈现22 nA cm-2的反向暗电流密度，在0V电压下实现53.3%的外量子效率。该有机光电探测器与有机发光二极管在玻璃基板上单片集成，构建了反射式光体积描记传感器，证实了有机光电探测器器件性能对感测应用中光体积描记信号测量结果的影响。此外，我们针对圆形几何结构，从器件面积及有机发光二极管与有机光电探测器间距两方面，估算了能最大化信噪比并降低有机光体积描记传感器功耗的最优传感器设计方案。在最佳光体积描记传感器设计中，测得130 mV信号强度时功耗仅为600 μW。

    关键词： 探测率、有机光电探测器、有机发光二极管、中间层、暗电流密度、信噪比（SNR）、光电容积图传感器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第十二届德国微波会议(GeMiC) - 德国斯图加特(2019.3.25-2019.3.27)] 2019年第十二届德国微波会议(GeMiC) - 具有附加非对称谐振传输零点的折叠式W波段波导滤波器实现

    摘要： 本文研究存在直连链路时全双工大规模多输入多输出（MIMO）放大转发（AF）中继系统的端到端信噪比（SNR）最大化问题。首先，我们通过考虑大规模MIMO配置，严格证明了最大比合并/最大比传输（MRC/MRT）中继策略的渐近最优性。针对与源波束成形器相关的等效优化问题，我们提出基于二分搜索的两层迭代算法，该算法能保证获得全局最优解。作为该方法的副产品，我们发现最优源波束成形器具有与源-中继链路及源-目的链路相关的广义信道匹配结构。除最优设计外，我们还设计了基于高SNR近似的次优方案，该方案具有闭式解。仿真结果验证了全双工中继设计的优势，并表明所提最优与次优方法之间的性能差距可忽略不计。

    关键词： 全双工放大转发（AF）中继、信噪比（SNR）最大化、直连链路、大规模多输入多输出（MIMO）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第十一届电子与信息技术国际科学与实践会议(ELIT) - 乌克兰利沃夫(2019.9.16-2019.9.18)] 2019年第十一届电子与信息技术国际科学与实践会议(ELIT) - 计算测量系统"纳米等离子体学"第二部分：微服务结构

    摘要： 射线追踪模拟结果表明，在28 GHz频段中，即使用户位置信息不精确，也无需高分辨率数据库即可利用该信息。本文采用了一种天线对准算法（分别采用10米和4米的最大位置误差与数据库分辨率），该算法利用报告位置周边数据库点的传播特性知识。结果显示：只要点间距增大至2米范围内，对性能就不会产生显著负面影响。模拟还表明，当用户设备接收的最大功率电平发生变化时，该结论依然成立。只要用户精确地理位置位于所考虑数据库点构成的圆形区域内，该算法就能实现更高初始功率传输和更少步骤的优势。其性能与改进的经典分层程序相当或更优。

    关键词： 基站（BS）、数据库（DB）、非视距（NLOS）、毫米波（mmW）、射线追踪（RT）、用户设备（UE）、信噪比（SNR）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 自由空间光通信（系统设计、建模、特性分析与湍流应对）|| 6. 不同天气条件下地面间自由空间激光通信的质量指标与可靠性分析及波束控制系统

    摘要： 过去二十年间，自由空间光通信（FSOC）作为射频（RF）通信的补充或替代方案日益受到关注。光波在FSOC信道中的传播会受到湍流大气参数的严重影响，导致数据传输质量和可靠性下降。在各类大气效应中，光束漂移是造成主要功率损耗的主因，必须通过光束漂移补偿（BWC）控制系统才能解决。因此需要建立描述光束漂移效应缓解的闭式解法。 我们在校园内海拔15.25米处建立了0.5公里传输距离的FSOC数据传输（速率155Mbps）收发实验平台，采用近红外850nm光源进行数据传输。基于当地气象数据开发的新模型获得了更精确的大气衰减（Atten）和湍流强度（C2n）数值，并据此计算FSOC信道透射率。通过接收信号后处理方法测量Q因子和误码率（BER）来验证系统性能。 实验分析了在极弱至极强大气湍流条件下，采用BWC控制系统对接收信号强度和质心稳定性的改善效果（涵盖多种通信关键参数）。补偿光束漂移效应（即指向误差损耗）后，在几乎所有湍流条件下均能保持平均误码率9.82×10??、Q因子≈6的稳定传输。本章通过实验结果全面论证了所开发控制器在接收功率（Pr）、透射率（T）、眼图、Q因子、信噪比（SNR）、误码率、链路余量及解码判决阈值等指标上的适用性与有效性。

    关键词： 大气湍流，光束漂移补偿（BWC），Q因子，信噪比（SNR），误码率（BER），自由空间光通信（FSOC）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 抑制多模光纤耦合超导纳米线单光子探测器的暗计数

    摘要： 与多模光纤（MMF）耦合的大活性区超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有高集光能力，这对光子匮乏环境下的自由空间探测应用至关重要。然而由于室温下多模光纤的黑体辐射，MMF耦合SNSPD的系统暗计数率（DCRsys）常超过kHz量级，这将显著降低接收系统的信噪比（SNR）。本文报道了一种采用自制低温MMF滤光台架实现的低DCRsys MMF耦合大活性区SNSPD系统。该由透镜和滤光片组成的滤光台架在40K温度下，通带中心波长（1550±12.5nm）处透射率约80%，并具有500nm至6000nm以上的宽阻带范围。使用该滤光台架后，活性区直径50μm的9像素SNSPD阵列MMF耦合系统的DCRsys被抑制23dB，仅牺牲1dB系统探测效率（SDE）。该探测器在1550nm光子入射时，DCRsys为100Hz时SDE达51%，信噪比提升约160倍，噪声等效功率改善至3×10?19 W/Hz1/2。

    关键词： 低温多模光纤滤波平台、多模光纤（MMFs）、超导纳米线单光子探测器（SNSPDs）、暗计数率（DCRsys）、信噪比（SNR）

    更新于2025-09-11 14:15:04