携带OAM的涡旋光束由于其广泛的应用而引起了人们的广泛关注,例如光学操控与捕获[1]、成像[2]、量子纠缠[3]、自由空间光(FSO)通信[4]等等。特别地,那些具有相互正交特性的光束已被用于FSO通信中的复用/解复用,以增加容量和频谱效率[5,6]。然而,基于OAM复用/解复用的FSO通信面临的主要挑战是大气湍流的干扰。当激光束在大气中传播时,由于湍流引起折射率的随机波动,一个OAM态的能量将分散到相邻态[7-10]。这种现象称为OAM模式的串扰。显然,OAM模式间的串扰会影响通信质量,严重的串扰甚至会导致通信失败。在之前的研究中,人们采用自适应光学来补偿湍流大气中光束的OAM[11,12],但自适应光学系统非常复杂。此外,重构
“摩擦电”效应是指不同材料接触时电荷的转移,传统上是通过摩擦实现的。通过这种机制,所有移动粒子都会从与管道、阻尼器、过滤元件、其他粒子甚至空气的碰撞中获得少量电荷。当粒子与交流摩擦电发射监测器的探头碰撞或靠近探头时,探头中会通过以下机制之一感应出少量电流:感应(带电粒子产生变化的电磁场,从而在探头中感应出电流),或静电转移(带电粒子接触时转移到探头),或摩擦电生成(来自与探头碰撞的所有粒子)。这些效应与流动是湍流还是层流无关。然而,湍流的增加会导致探头处的有效速度更高,甚至导致粒子在探头外再循环,因此为了获得最佳精度,探头应安装在距离任何弯曲或其他不连续处至少 5 个直径的位置。
“摩擦电”效应是指不同材料接触时电荷的转移,传统上是通过摩擦实现的。通过这种机制,所有移动粒子都会从与管道、阻尼器、过滤元件、其他粒子甚至空气的碰撞中获得少量电荷。当粒子与交流摩擦电发射监测器的探头碰撞或靠近探头时,探头中会通过以下机制之一感应出少量电流:感应(带电粒子产生变化的电磁场,从而在探头中感应出电流),或静电转移(带电粒子接触时转移到探头),或摩擦电生成(来自与探头碰撞的所有粒子)。这些效应与流动是湍流还是层流无关。然而,湍流的增加会导致探头处的有效速度更高,甚至导致粒子在探头外再循环,因此为了获得最佳精度,探头应安装在距离任何弯曲或其他不连续处至少 5 个直径的位置。
摘要:轨道角动量 (OAM) 用方位角相位项 exp ð jl θ Þ 描述,具有具有不同拓扑电荷 l 的不受约束的正交态。因此,随着全球通信容量的爆炸式增长,特别是对于短距离光互连,光承载 OAM 由于其正交性、安全性以及与其他技术的兼容性,已证明其在空分复用系统中提高传输容量和频谱效率的巨大潜力。同时,100 米自由空间光互连成为“最后一英里”问题的替代解决方案,并提供楼宇间通信。我们通过实验演示了使用 OAM 复用和 16 进制正交幅度调制 (16-QAM) 信号的 260 米安全光互连。我们研究了光束漂移、功率波动、信道串扰、误码率性能和链路安全性。此外,我们还研究了 260 米范围内 1 对 9 多播的链路性能。考虑到功率分布可能受到大气湍流的影响,我们引入了离线反馈过程,使其灵活控制。
摘要 商用飞机驾驶舱中的触摸屏输入具有潜在优势,包括易于使用、可修改和减轻重量。然而,对湍流的耐受性是其部署的挑战。为了更好地了解湍流对驾驶舱输入方法的影响,我们对三种输入方法的用户性能进行了比较研究——触摸、轨迹球(目前在商用飞机中使用)和旨在帮助手指稳定的触摸屏模板覆盖。在各种交互式任务和三种模拟湍流水平(无、低和高)下比较了这些输入方法。结果表明,随着振动的增加,性能下降,主观工作量增加。当精度要求较低时(在所有振动下),基于触摸的交互比轨迹球更快,但对于更精确的指向,尤其是在高振动下,它更慢且更不准确。模板没有改善触摸选择时间,尽管它确实减少了高振动下小目标的错误,但只有当手指抬起错误通过超时消除时才会发生。我们的工作为受湍流影响的任务类型以及在不同振动水平下表现最佳的输入机制提供了新的信息。
阿诺德空军基地太空与导弹联合试验部队的工程师正在开发一种遥测功能,用于在以超过 25,000 G 和超过 13,000 英里每小时的速度发射射弹时收集、传输和记录数据。阿诺德的电气工程师 Elvis Encalada 评论说,使用遥测技术源于研究边界层转变的需要。射弹在以非常高的速度飞行时会经历 BLT,即从层流到湍流的转变。射弹体上发生 BLT 的具体位置是影响射弹飞行动力学的关键参数。“主要想法是将仪器和电子设备放在发射的射弹内部,”他说。“电子设备将收集 BLT 数据并以无线方式传输数据。接收天线将放置在射程沿线,用于收集传输的数据,然后将其发送到 RF(射频)接收器,最终发送到计算机。”除了 Encalada,空军项目经理 Jesse Labello 和机械工程师 David Woods 也为这项工作做出了贡献。Woods 带领团队设计了模块化
◾介绍和组织。CFD的历史发展。CFD的重要性。主方法(有限差异, - 元素, - 元素)用于离散。◾向量和并行计算。如何使用超级计算机,最佳计算循环,验证过程,最佳实践指南。◾方程式线性系统。迭代解决方案方法。示例和示例。三角形系统。实现MATLAB-SCRIPT,用于用Dirichlet-Neumann边界条件在腔(泊松方程)中使用简单流的溶液。◾融合标准和测试的选择。网格独立性。对解决方案的影响。◾根据comsol介绍有限元素。基于一个简单示例的comsol介绍和实际使用。◾执行CFD:CAD,网格产生和解决方案。网格的重要性。最佳实践(ERCOFTAC)。gambit介绍,CAD-DATA和网格的生产。网格质量。◾物理模型流利。这些模型对于获得良好解决方案的重要性。流利的简介。网格和收敛标准的影响。一阶和二阶离散化。网格依赖性。◾属性和湍流的计算。湍流建模。在向后的步骤后面的动荡流组合。为最终项目派遣主题。
湍流对远程成像系统的影响表现为图像模糊效应,通常由系统中存在的相畸变量化。可以想象,根据传播体积内的大气湍流强度,可以理解模糊效果。获得湍流强度曲线的一种方法是使用动态范围的雷利信标系统,该系统利用沿策略性的信标沿着传播路径的范围进行了差异,从而有效地推导了影响光学成像系统的模糊畸变的特定路径段贡献的估计。已经设计了一种利用此技术的系统,并且已经构建了用于测试的原型。该系统被称为TARDIS,该系统代表湍流和气溶胶研究动态询问系统。TARDIS是一种光学传感系统,基于在相对不变的湍流诱导的波前扰动的静态时期内动态更改收集传感器和瑞利信标之间的范围。一种概念收集的场景由信标组成,在该信标中,基于激光脉冲和摄像头快门速度,空气分子和气溶胶颗粒反向散射图像在不同距离捕获的距离。获得基于TARDIS的湍流强度曲线的基于测量的估计是基于整理分段的折射率结构参数,𝐶𝐶2,值为大气的特定层。这些𝐶𝐶𝐶𝐶𝑛𝑛𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠2值是从炸参数段(0𝑖𝑖)中发展出来的,这些值是从Shack-Hartmann波前传感器上的相邻测量值中推导的。从传感系统收集光圈上存在的相位方差的平均值估计炸参数的单个值。跨孔的估计相方差的平均值是由从Shack-Hartmann波前传感器测得的梯度重建的区域倾斜砖中构建的。本文提供了理解大气湍流的基础理论,提供了当前可用的湍流估计技术的参考,并提供了针对TARDIS的细节,层析成像湍流估计方法以及收集概念数据的初始证明的分析。这项研究提供了一种新颖的手段,用于量化大气湍流的强度特征。利用概述的方法,使用了扰动波前的直接测量,这与估计湍流强度曲线的其他方式有不同。由于这种差异,可以使用动态范围的信标来产生湍流概况估计值,以增加对其他方法的置信度,或用作不容易受到相同误差源影响的独立测量技术。此外,由于该技术利用了波前的直接测量,因此可以想象,这可以与用于图像校正的自适应光学系统相关。
1。引言最近发出的公告,例如从美利坚合众国或法国发出的,表明空间现在已成为国防战略的明确部分。因此,需要监视关键资产,控制卫星发布等操作的控制以及对潜在或主动威胁的识别,从低地球轨道(LEO)到地球同步地球轨道(GEO)轨道。这些问题不仅与国防有关。对于平民应用也可能特别感兴趣,例如监视专用卫星(电信,观察和科学任务),交通处理,碎屑识别和跟踪。狮子座轨道特别关注越来越多的卫星占据该空间。可以轻松地跟踪轨迹,而雷达成像可以提供卫星的识别,尽管分辨率有限和深入成像[1]。光学成像可以提供互补的高分辨率图像,并评估卫星的身份,状态,动力学以及对其附近的控制。这需要具有快速转向功能的大型光圈望远镜,以跟踪快速移动的目标。自适应光学器件(AO)来补偿大气湍流。美国在此前景中发展了最先进的资产[2] [3]。本文的目的是介绍并讨论使用专用原型获得的结果。我们还展示了在此特定框架中进行图像后处理的创新工作。考虑卫星成像,后处理也是一个关键问题。Onera确实为法国国防机构开发了自适应光学(AO)辅助图像仪的原型。该系统也已被利用以证明LEO卫星到地面光学电信[4]。的确,LEO卫星在地面光学电信方面面临着类似的问题,即在类似目标上对AO进行湍流的跟踪和补偿。AO板凳位于observatoire de la cote d'Azur(OCA)的MEO望远镜上,考虑了Leo卫星成像或光学电信,该性能很大程度上取决于由卫星雪橇率驱动的湍流的快速时间演化。因此,我们已经开发了一个基于GPU-CPU的实时控制器,以减少循环延迟,从而减少时间误差。该控制器还提供了支持局部自动化的实施的灵活性,以此作为快速发展条件的答案。因此,我们利用了在天文学和生物医学成像中所做的最新工作[5] [6] [7] [8],开发了专用的盲目反向卷积算法。我们首先简要描述AO设置。我们讨论系统要求和AO系统设计权衡。然后,我们讨论了对民用狮子座卫星的后期处理,并提供了当前的结果。
控制结构尺寸是翼身融合设计的主要挑战。这种飞机配置通常具有位于机翼后缘的冗余升降副翼,同时作用于俯仰轴和滚转轴。因此,适当的尺寸需要考虑纵向和横向的耦合标准。此外,由于较大的控制面面积而产生的显著铰链力矩,加上为了安全控制纵向不稳定性而产生的高偏转率,可能会导致过多的功耗和执行器质量损失。因此,在初步设计阶段,非常希望最小化控制面面积,同时确保足够的闭环操纵品质,并限制偏转和偏转率。这里解决了不稳定翼身融合飞机的控制面尺寸和飞行控制律的集成设计问题。使用最新的结构化控制器 H ∞ 非光滑优化工具,在单个步骤中优化纵向和横向控制律以及控制分配模块的增益,同时最小化控制面跨度。确保以下约束:1) 飞行员纵向拉起、2) 飞行员倾斜角度顺序和 3) 纵向湍流的最大偏转角和偏转率。使用这种耦合方法,与初始布局相比,外副翼跨度显著增加,而闭环操纵质量