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光子计数三维成像激光雷达反转误差的校正 被引量：15
1
作者 何伟基 司马博羽 +3 位作者 苗壮 陈云飞 陈钱 顾国华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2488-2494,共7页
实施光子飞行时间测量法时,光子飞行时间测量值受激光回波信号能量的影响会出现测量反转误差,从而影响系统三维成像的精度。本文描述了一种光子计数三维成像激光雷达系统反转误差的校正方法及其实验。提出的反转误差校正方法包含先验模... 实施光子飞行时间测量法时,光子飞行时间测量值受激光回波信号能量的影响会出现测量反转误差,从而影响系统三维成像的精度。本文描述了一种光子计数三维成像激光雷达系统反转误差的校正方法及其实验。提出的反转误差校正方法包含先验模型标定和反转误差校正两个步骤。首先,通过标定法得到系统反转误差相对于激光脉冲响应率的函数关系,建立系统的反转误差预测函数。然后,由系统反转误差函数预测出原始三维图像的反转误差图像并实现原始三维图像的反转误差校正。实验搭建了光子计数三维成像激光雷达系统,采用盖格-雪崩光电二极管(Gm-APD)作为光子探测器,由高速扫描振镜二维扫描获取三维图像。通过时间相关记录仪获取光子到达时间分布,分别得到原始三维图像和激光脉冲响应率。在反转误差校正的测试实验中,系统的测量均方差由校正前的33.2mm提高至8.1mm。实验结果表明,该反转误差校正方法可以有效降低光子计数三维成像激光雷达的反转误差。 展开更多
关键词 激光雷达 光子计数 三维成像 反转误差 误差校正
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基于缺陷地慢波传输线结构的液晶移相器设计
2
作者 李梓玲 冯燕 +3 位作者 司马博羽 许恒飞 王志诚 吴文 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期123-127,共5页
为了实现低插损、大相位覆盖范围的加载缺陷地结构(DGS)的微带线液晶移相器,利用HFSS仿真软件对DGS微带线液晶移相器进行建模和仿真,通过改变DGS的形状来改变单个移相单元的色散特性,提升单个单元的移相能力,从而减少移相单元的使用数量... 为了实现低插损、大相位覆盖范围的加载缺陷地结构(DGS)的微带线液晶移相器,利用HFSS仿真软件对DGS微带线液晶移相器进行建模和仿真,通过改变DGS的形状来改变单个移相单元的色散特性,提升单个单元的移相能力,从而减少移相单元的使用数量,降低移相器传输线整体插损。以哑铃型DGS的液晶微带线移相器作为参考标准,比较了5种形状的DGS(哑铃型、减少DGS面积、一阶分形、三角形、交叉型)的移相能力和插损差异。仿真结果表明:下一阶分形和交叉型DGS微带线液晶移相器移相能力较好,最后对不同介电常数的移相器进行仿具观察其S参数和移相能力,进一步验证了这一结果。 展开更多
关键词 缺陷地结构 液晶 移相器 色散 S参数
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单光子雪崩二极管的死时间效应分析 被引量：4
3
作者 司马博羽 陈钱 何伟基 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期515-519,共5页
单光子雪崩二极管是一种采用盖革模式的单光子探测器件。一旦触发后探测器需要一段时间来重启,重启之后才能进行下一个光子事件的探测。重启所用时间(也叫死时间)的大小会影响探测器的光子计数分布。对单光子雪崩二极管的工作方式进行... 单光子雪崩二极管是一种采用盖革模式的单光子探测器件。一旦触发后探测器需要一段时间来重启,重启之后才能进行下一个光子事件的探测。重启所用时间(也叫死时间)的大小会影响探测器的光子计数分布。对单光子雪崩二极管的工作方式进行了数学建模,研究死时间对探测器输出响应的影响,推导出了在入射光子数服从泊松分布情况下探测器光子计数值的概率分布函数,并采用蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明死时间会使探测器输出的光子计数值减小,其分布会更加集中,并且死时间越大,入射光子速率越高,这种效应就越明显。 展开更多
关键词 光学测量 单光子雪崩二极管 死时间 马尔科夫更新过程 蒙特卡洛
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W波段片上基片集成波导高选择性滤波器研究
4
作者 杨航 王翔 +3 位作者 李黄炎 司马博羽 宗志园 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期139-142,共4页
本文研究了通过引入负耦合结构为复平面虚轴增加一对零点以改善传统四阶滤波器的选择特性,通过设计刻蚀不同的耦合槽来比较不同耦合结构对滤波器幅频带外抑制度的改善效果。文章在先前已有的普通片上SIW四阶94GHz滤波器的基础上,为使其... 本文研究了通过引入负耦合结构为复平面虚轴增加一对零点以改善传统四阶滤波器的选择特性,通过设计刻蚀不同的耦合槽来比较不同耦合结构对滤波器幅频带外抑制度的改善效果。文章在先前已有的普通片上SIW四阶94GHz滤波器的基础上,为使其拓扑结构产生异相耦合,进一步地分别在两个非相邻耦合腔之间刻蚀了一种“H”形和一种为“弓”字形的两种不同槽结构,为原来均为磁耦合的拓扑添加一对电耦合。最后仿真结果成功地验证了所提出的方法,在保持其94GHz工作频率的同时实现了传输零点的产生,进而增加了滤波器的选择性。 展开更多
关键词 基片集成波导 负耦合 高选择性 片上集成 带通滤波器
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基于一种新型架构的可重构智能超表面研究
5
作者 张顺利 赵薇 +3 位作者 侯芸芳 司马博羽 张若愚 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期301-305,共5页
本文介绍了一种可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)体系结构设计。该结构包括一块贴片天线、一块RIS和一个功率放大器。第一块天线接收的信号通过功率放大器馈入第二块RIS,前者固定指向基站,后者可以对信号相位... 本文介绍了一种可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)体系结构设计。该结构包括一块贴片天线、一块RIS和一个功率放大器。第一块天线接收的信号通过功率放大器馈入第二块RIS,前者固定指向基站,后者可以对信号相位调控。通过引入单个功率放大器,新设计克服了传统RIS的信号路径损耗问题,提高了信号的强度和质量。本文利用理论分析、仿真和信噪比(SNR)比较,验证了新设计相对于传统RIS的优势。相比于传统的无源RIS结构,新设计的优势显而易见。它不仅减弱了路径损耗,还简化了实施过程,降低自干扰,提高了通信系统的性能和可靠性。 展开更多
关键词 可重构智能超表面(RIS) 有源RIS 功率放大器 路径损耗 信噪比(SNR)
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基于表面-电路-表面型超表面的大旋转角度异常反射和异常折射
6
作者 司马博羽 侯芸芳 +5 位作者 冯梦龙 李坤泽 徐翊邦 康炜 钱嵩松 宗志园 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期17-25,共9页
提出了一种基于表面-电路-表面型超表面(SCSMS)来实现高效率的异常反射和折射的方法。与传统的相位梯度超构表面(PGM)不同,提出的SCSMS首先通过表面天线将入射空间电磁波转换为导行波,然后通过调整背接电路的长度来实现相位梯度分布。最... 提出了一种基于表面-电路-表面型超表面(SCSMS)来实现高效率的异常反射和折射的方法。与传统的相位梯度超构表面(PGM)不同,提出的SCSMS首先通过表面天线将入射空间电磁波转换为导行波,然后通过调整背接电路的长度来实现相位梯度分布。最后,通过表面天线将波传回自由空间,从而实现想要的波前控制。通过这种方法,可以消除不必要的单元间耦合效应。为了说明所提出的波前调控方法的原理,设计了2个SCSMS分别进行20°入射50°反射的大旋转角异常反射和0°入射50°出射的大旋转角异常折射。仿真结果表明:该方案可以实现高效的异常反射和折射,效率分别为68%和79%。这为利用SCSMS实现具有大旋转角度的高效异常反射和折射或其他类型的波前操作提供了有效的案例。 展开更多
关键词 超表面 异常反射 异常折射 表面-电路-表面
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基于盖格-雪崩光电二极管的光子计数成像 被引量：20
7
作者 何伟基 司马博羽 +2 位作者 程耀进 成伟 陈钱 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2012年第8期1831-1837,共7页
考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-... 考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-APD光子流响应模型,利用马尔科夫更新过程分析了光子探测盲区对GM-APD瞬态响应的影响,得到了GM-APD输出的数字脉冲频率与光子流密度之间的关联表达式。搭建了二维扫描成像实验验证装置,通过实验得到了不同密度光子流条件下的光子计数图像。采用标准化互信息量分析得到,在光子流密度为3.0×104count/s的条件下,该实验装置仍然可以实现可视成像;当光子流密度达到2.7×105 count/s时,标准化互信息量大于0.5;实现了在低光子流密度时采用光子计数方式对目标物体的有效成像。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 光子计数成像 马尔科夫更新 标准互信息量
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