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基于声学-光学体制的水-空跨介质通信算法
1
作者
周志权
赵兴康
+2 位作者
陈英楠
黄金鑫
赵扬
《水下无人系统学报》
2024年第4期644-649,658,共7页
为实现水-空跨介质上行无线通信,文中在激光干涉检测水下声信号的基础上,通过仿真计算获得了不同水深下到水平面的声信号衰减曲线,以及不同水声功率频率信号引起的水面微振动曲线;建立了水下声源特征与水表面扰动之间的定量关系;设计了...
为实现水-空跨介质上行无线通信,文中在激光干涉检测水下声信号的基础上,通过仿真计算获得了不同水深下到水平面的声信号衰减曲线,以及不同水声功率频率信号引起的水面微振动曲线;建立了水下声源特征与水表面扰动之间的定量关系;设计了跨介质通信的码元,并对多种解调方式进行了比较,分析了各个参数变化对传输过程误码率的影响,实现了声学-激光通信的调制与解调仿真。
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关键词
跨介质通信
激光干涉
水声信号衰减
声学-激光通信
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职称材料
基于n-MFSK调制的激光致声空-水跨介质通信方法
2
作者
黄金鑫
周志权
+1 位作者
曹逸飞
赵扬
《激光技术》
CSCD
北大核心
2024年第1期8-13,共6页
为了改善空中平台和水下目标之间的激光致声通信技术,采用了一种多进制多频移键控(n-MFSK)调制方式来提升激光致声空-水跨介质通信速率的方法。在借助激光致声热膨胀效应实现空-水界面处的光声转换基础上,分别采用长脉冲法和重复频率法...
为了改善空中平台和水下目标之间的激光致声通信技术,采用了一种多进制多频移键控(n-MFSK)调制方式来提升激光致声空-水跨介质通信速率的方法。在借助激光致声热膨胀效应实现空-水界面处的光声转换基础上,分别采用长脉冲法和重复频率法进行了调制及仿真验证,得到了在调制频率数量为2的情况下,2-MFSK调制可在2-FSK调制基础上将通信速率提高1倍的结果。结果表明,长脉冲法主要通过激光阵列结合频率叠加的方式实现n-MFSK调制,重复频率法则通过控制激光器频率变化进而在时域上以分配时间段的方式实现n-MFSK调制;随着调制频率数量增加,相对于n-FSK调制,n-MFSK调制下通信速率更高,并可改善频带利用率,但声压级和水中传输距离会随符号码元持续时间内调制频率数量增加而减小。该研究为未来激光致声空-水跨介质通信实际应用提供了参考。
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关键词
光通信
激光致声
多进制多频移键控
热膨胀效应
长脉冲法
重复频率法
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职称材料
基于PWM调制的激光致声空-水跨介质通信方法
3
作者
陈英楠
赵扬
+2 位作者
周志权
曹逸飞
张发祥
《水下无人系统学报》
2024年第4期637-643,共7页
激光致声通信作为实现空-水跨介质无节点通信的关键技术,其研究和应用日益受到关注。在高重复频率条件下,传统的基于单脉冲识别的调制解调方式由于脉冲间相互干扰加剧,对码元判定造成明显干扰进而导致误码率较高而无法正常通信。针对此...
激光致声通信作为实现空-水跨介质无节点通信的关键技术,其研究和应用日益受到关注。在高重复频率条件下,传统的基于单脉冲识别的调制解调方式由于脉冲间相互干扰加剧,对码元判定造成明显干扰进而导致误码率较高而无法正常通信。针对此,文中提出了一种采用基于脉宽调制(PWM)的新型激光致声通信方法,采用最大重复频率为500 Hz的Nd:YAG脉冲激光器,通过调整激光脉冲数量产生不同宽度的PWM调制信号,然后在接收端通过脉冲宽度进行码元识别。实验结果表明,采用PWM调制的通信方式可以有效降低脉冲之间干扰带来的译码错误,在最高400 Hz重复频率下误码率仅为8%,提升了高重复频率下激光致声通信的可靠性和有效性。
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关键词
跨介质通信
激光致声
无节点
脉宽调制
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职称材料
钛合金增材制造孔隙缺陷的无损检测研究进展
4
作者
赵扬
杨平华
+1 位作者
王铭振
曹逸飞
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期432-437,共6页
介绍了国内外钛合金等金属增材制件孔隙型缺陷的无损检测研究现状和进展,对离线无损检测技术、基于特征量监测的间接式检测和在线式无损检测技术进行了对比分析。重点报道了金属增材制造制件中孔隙激光超声检测技术的最新动态,并在此基...
介绍了国内外钛合金等金属增材制件孔隙型缺陷的无损检测研究现状和进展,对离线无损检测技术、基于特征量监测的间接式检测和在线式无损检测技术进行了对比分析。重点报道了金属增材制造制件中孔隙激光超声检测技术的最新动态,并在此基础上,给出了金属增材制造制件激光超声在线无损检测未来应关注的研究方向及建议。
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关键词
光学制造
钛合金
无损检测
孔隙
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职称材料
基于PSM算法的激光致声SAFT水下小目标探测方法
被引量:
1
5
作者
赵扬
李鹏
+3 位作者
张鹏辉
周志权
白雪
马健
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期135-146,共12页
水下目标的有效探测是认知海洋的前提与关键。本文介绍了一种可用于空-水跨介质探测成像的激光致声合成孔径聚焦技术。分别建立激光源阵列中心聚焦及偏转聚焦的有限元仿真模型,进而模拟激光致声合成孔径聚焦探测过程,采用相位迁移算法...
水下目标的有效探测是认知海洋的前提与关键。本文介绍了一种可用于空-水跨介质探测成像的激光致声合成孔径聚焦技术。分别建立激光源阵列中心聚焦及偏转聚焦的有限元仿真模型,进而模拟激光致声合成孔径聚焦探测过程,采用相位迁移算法对模拟的激光致声信号进行探测图像的重构。采用均方误差与峰值信噪比对图像质量进行评价。搭建了空气-水下激光致声探测实验系统,通过分析水中钢球经衍射后的声波能量变化,计算出了其平均能量损失率。利用合成孔径延时叠加波束形成方法实现了声波能量在目标处的汇聚及增强,为水下目标探测提供了一种新的实现途径。
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关键词
遥感
信息处理
激光致声
合成孔径聚焦技术
相位迁移算法
有限元仿真
原文传递
题名
基于声学-光学体制的水-空跨介质通信算法
1
作者
周志权
赵兴康
陈英楠
黄金鑫
赵扬
机构
哈尔滨工业大学(
威海
)信息科学与工程学院
威海市智能光声检测与传感技术重点实验室
出处
《水下无人系统学报》
2024年第4期644-649,658,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(52275524)
山东省重点研发计划(2021ZLGX05)
哈尔滨工业大学科研创新基金(202006).
文摘
为实现水-空跨介质上行无线通信,文中在激光干涉检测水下声信号的基础上,通过仿真计算获得了不同水深下到水平面的声信号衰减曲线,以及不同水声功率频率信号引起的水面微振动曲线;建立了水下声源特征与水表面扰动之间的定量关系;设计了跨介质通信的码元,并对多种解调方式进行了比较,分析了各个参数变化对传输过程误码率的影响,实现了声学-激光通信的调制与解调仿真。
关键词
跨介质通信
激光干涉
水声信号衰减
声学-激光通信
Keywords
trans-medium communication
optical interferometry
acoustic signal attenuation
acoustic-laser communication
分类号
TJ6 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U675.7 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于n-MFSK调制的激光致声空-水跨介质通信方法
2
作者
黄金鑫
周志权
曹逸飞
赵扬
机构
哈尔滨工业大学(
威海
)信息科学与工程学院
威海市智能光声检测与传感技术重点实验室
出处
《激光技术》
CSCD
北大核心
2024年第1期8-13,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(52275524)
山东省重点研发计划资助项目(2021ZLGX05)。
文摘
为了改善空中平台和水下目标之间的激光致声通信技术,采用了一种多进制多频移键控(n-MFSK)调制方式来提升激光致声空-水跨介质通信速率的方法。在借助激光致声热膨胀效应实现空-水界面处的光声转换基础上,分别采用长脉冲法和重复频率法进行了调制及仿真验证,得到了在调制频率数量为2的情况下,2-MFSK调制可在2-FSK调制基础上将通信速率提高1倍的结果。结果表明,长脉冲法主要通过激光阵列结合频率叠加的方式实现n-MFSK调制,重复频率法则通过控制激光器频率变化进而在时域上以分配时间段的方式实现n-MFSK调制;随着调制频率数量增加,相对于n-FSK调制,n-MFSK调制下通信速率更高,并可改善频带利用率,但声压级和水中传输距离会随符号码元持续时间内调制频率数量增加而减小。该研究为未来激光致声空-水跨介质通信实际应用提供了参考。
关键词
光通信
激光致声
多进制多频移键控
热膨胀效应
长脉冲法
重复频率法
Keywords
optical communication
laser acoustics
n-multifrequency shift keying
thermal expansion effect
long-pulse-duration laser method
high repetitive rate method
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
TN911.3 [电子电信—通信与信息系统]
TN914.2 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于PWM调制的激光致声空-水跨介质通信方法
3
作者
陈英楠
赵扬
周志权
曹逸飞
张发祥
机构
哈尔滨工业大学(
威海
)信息科学与工程学院
威海市智能光声检测与传感技术重点实验室
齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心
出处
《水下无人系统学报》
2024年第4期637-643,共7页
基金
哈尔滨工业大学校内培养重大项目资助(2022FRFK01011)
山东省重大科技创新工程(2022ZLGX04)
山东省自然科学基金面上项目(ZR2021MF126).
文摘
激光致声通信作为实现空-水跨介质无节点通信的关键技术,其研究和应用日益受到关注。在高重复频率条件下,传统的基于单脉冲识别的调制解调方式由于脉冲间相互干扰加剧,对码元判定造成明显干扰进而导致误码率较高而无法正常通信。针对此,文中提出了一种采用基于脉宽调制(PWM)的新型激光致声通信方法,采用最大重复频率为500 Hz的Nd:YAG脉冲激光器,通过调整激光脉冲数量产生不同宽度的PWM调制信号,然后在接收端通过脉冲宽度进行码元识别。实验结果表明,采用PWM调制的通信方式可以有效降低脉冲之间干扰带来的译码错误,在最高400 Hz重复频率下误码率仅为8%,提升了高重复频率下激光致声通信的可靠性和有效性。
关键词
跨介质通信
激光致声
无节点
脉宽调制
Keywords
trans-medium communication
laser-induced acoustics
nodeless
PWM modulation
分类号
TJ6 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
U675.7 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
钛合金增材制造孔隙缺陷的无损检测研究进展
4
作者
赵扬
杨平华
王铭振
曹逸飞
机构
哈尔滨工业大学(
威海
)信息科学与工程学院
哈尔滨工业大学(
威海
)
威海市智能光声检测与传感技术重点实验室
中国航发北京航空材料研究院
出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期432-437,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(52275524)。
文摘
介绍了国内外钛合金等金属增材制件孔隙型缺陷的无损检测研究现状和进展,对离线无损检测技术、基于特征量监测的间接式检测和在线式无损检测技术进行了对比分析。重点报道了金属增材制造制件中孔隙激光超声检测技术的最新动态,并在此基础上,给出了金属增材制造制件激光超声在线无损检测未来应关注的研究方向及建议。
关键词
光学制造
钛合金
无损检测
孔隙
Keywords
optical fabrication
titanium alloy
nondestructive testing
pore
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
TG115 [金属学及工艺—物理冶金]
V261.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
基于PSM算法的激光致声SAFT水下小目标探测方法
被引量:
1
5
作者
赵扬
李鹏
张鹏辉
周志权
白雪
马健
机构
哈尔滨工业大学(
威海
)信息科学与工程学院
威海市智能光声检测与传感技术重点实验室
齐鲁工业大学(山东省科学院)
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期135-146,共12页
基金
哈尔滨工业大学科研创新基金(202006)
哈尔滨工业大学青年教师发展基金(202002)
山东省重大科技创新工程项目(2020CXGC010705)。
文摘
水下目标的有效探测是认知海洋的前提与关键。本文介绍了一种可用于空-水跨介质探测成像的激光致声合成孔径聚焦技术。分别建立激光源阵列中心聚焦及偏转聚焦的有限元仿真模型,进而模拟激光致声合成孔径聚焦探测过程,采用相位迁移算法对模拟的激光致声信号进行探测图像的重构。采用均方误差与峰值信噪比对图像质量进行评价。搭建了空气-水下激光致声探测实验系统,通过分析水中钢球经衍射后的声波能量变化,计算出了其平均能量损失率。利用合成孔径延时叠加波束形成方法实现了声波能量在目标处的汇聚及增强,为水下目标探测提供了一种新的实现途径。
关键词
遥感
信息处理
激光致声
合成孔径聚焦技术
相位迁移算法
有限元仿真
Keywords
remote sensing
laser-induced sound
synthetic aperture focusing technique
phase shift migration algorithm
finite element simulation
分类号
TB566 [交通运输工程—水声工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于声学-光学体制的水-空跨介质通信算法
周志权
赵兴康
陈英楠
黄金鑫
赵扬
《水下无人系统学报》
2024
0
下载PDF
职称材料
2
基于n-MFSK调制的激光致声空-水跨介质通信方法
黄金鑫
周志权
曹逸飞
赵扬
《激光技术》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
基于PWM调制的激光致声空-水跨介质通信方法
陈英楠
赵扬
周志权
曹逸飞
张发祥
《水下无人系统学报》
2024
0
下载PDF
职称材料
4
钛合金增材制造孔隙缺陷的无损检测研究进展
赵扬
杨平华
王铭振
曹逸飞
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
5
基于PSM算法的激光致声SAFT水下小目标探测方法
赵扬
李鹏
张鹏辉
周志权
白雪
马健
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
原文传递
已选择
0
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引证文献
统计分析
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