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[发明专利]增加弱测量传感系统动态范围的自适应调控方法及系统-CN202310821134.9在审
发明人： 黄靖正;罗忠源;曾贵华;李洪婧 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2023-07-06 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种增加弱测量传感系统动态范围的自适应调控方法及系统，包括：步骤S1：设置默认偏置点，对系统进行初步测量，得到含有待测参量的测量数值；步骤S2：解算出参量估计初值，控制参量估计初值在预设的线性区间内；步骤S3：对采集到的测量数值进行解算，得出当前参量估计值，利用弱测量方法对采集到的测量数值进行解算，得出当前参量估计值；步骤S4：根据解算得到的参量估计值以及当前偏置点值，对后选择偏置点进行调节，使得系统处于弱值放大线性区间内。本发明提供的自适应调控方法中，利用一般干涉的线性区间大和灵敏度低特性对系统进行初步调节，能够在保持高灵敏度不变的情况下，增大了系统的动态范围。
增加测量传感系统动态范围自适应调控方法

[发明专利]基于光纤塞格纳环中几何相变的传感系统及方法-CN202111519449.5在审
发明人： 黄靖正;赵东子;李洪婧;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G01C19/66 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于光纤塞格纳环中几何相变的传感系统，包括如下模块：光学模块：生成分束的信号光；传感模块：对分束的信号光进行处理，感知待测物理参量；探测模块：根据处理后的信号光获得测量数据；数据处理模块：对测量数据进行数据处理，解算待测物理参量。本发明利用光纤环在特殊作用力方式下存在几何相位突变的现象，以极高灵敏度实现对外部压力等物理参量的感知，为光纤传感提供了一种新的技术途径。
基于光纤塞格纳环中几何相变传感系统方法

[发明专利]厄米高斯光束的横向振动与角向抖动同时测量方法及系统-CN202211594516.4在审
发明人： 黄靖正;夏彬珂;李洪婧;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-12-13 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种厄米高斯光束的横向振动与角向抖动同时测量方法及系统，包括：将高斯光源扩束，在空间光调制器上调制厄米高斯光束对应的相图；将厄米高斯光束通过前选择，对光束的水平偏振分量和垂直偏振分量进行分离，对感知基元的振动与抖动进行感知，并且将横向振动和抖动进行转化，将光束偏振态经过后选择；光束入射至空间光调制器，调制针对横向振动信号和角向抖动信号的投影测量基所对应的相图；将投影测量横向振动与角向抖动信号转换成光强信息，对光强进行测量并转换成电压信号，输入到频谱分析仪中，解调出横向振动信号与角向抖动信号的振幅与频率。本发明能够在一套系统中同时实现对横向振动和角向抖动两种信号的精确测量。
厄米高斯光束横向振动抖动同时测量方法系统

[发明专利]基于弱测量的噪声谱探测方法及系统-CN202310094034.0在审
发明人： 黄靖正;石广健;李洪婧;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于弱测量的噪声谱探测方法及系统，包括：步骤1：搭建噪声谱探测的量子弱测量光学平台，在弱耦合过程中引入噪声，产生时变的相位参量，步骤2：确定需要探测的频率位置f,并据此调整两路后选择态。步骤3：通过光谱仪接收经过弱测量的光谱中心，计算频率f处的噪声谱。步骤4：重复执行步骤2和步骤3，实现对噪声功率谱的实时探测。步骤5：待测量结束后，根据实际需要对估计结果进行数据处理。本发明弥补了现有噪声探测技术带宽小，容易产生混叠失真的缺陷,利用了弱值放大技术，可以达到非常高的灵敏度和精度,并且拓展了以弱测量为理论基础的众多测量系统的应用场景，可以延伸到含噪信号恢复的场景。
基于测量噪声探测方法系统

[发明专利]基于弱测量技术的自适应时变参量实时估计方法及系统-CN202211490018.5在审
发明人：李洪婧;宋琦;史春晖;谭潇睿;黄靖正;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-11-25 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G01D5/26 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于弱测量技术的自适应时变参量实时估计方法及系统，包括如下：S1：搭建时变参量实时估计的量子弱测量光学平台，通过量子弱测量光学平台的光纤分束器产生光源的光强和用于经过弱测量的光强；将用于经过弱测量的光强经过量子弱测量光学平台的参量测量路产生经过弱测量的光强；S2：通过平衡探测器接收经过弱测量的光强和光源的光强，计算当前相位；S3：根据当前相位对参量测量路中的附加相位进行调节；S4：重复步骤S2和S3，进行对时变相位的实时估计；S5：待测量结束，得到时变相位估计结果后，根据实际需要对结果进行数据处理，还原传感信号。本发明弥补了现有技术探测带宽小、实验结构复杂、实验难度大的不足。
基于测量技术自适应参量实时估计方法系统

[发明专利]缓变复杂环境下信号的通信方法和系统-CN202211475593.8在审
发明人：李洪婧;宋琦;邓清心;谭潇睿;黄靖正;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H04L25/02 文献下载
摘要：本发明提供一种缓变复杂环境下信号的通信方法和系统，包括：通信信号设计步骤：信源发射单频正弦信号经过缓变复杂环境下的信道进行传输，由信宿进行接收，设计单频正弦信号时间切片和待传输信号的时分复用时间切片；信道估计步骤：信源发射单频正弦信号分片，经由缓变复杂环境下的信道进行传输，由信宿进行接收，得到能够收敛到该环境的抽头系数，计算缓变复杂环境的噪声功率谱；频谱搬移步骤：利用噪声功率谱调整传输信号的调制频率，信源发射调整后的传输信号，经由缓变复杂环境下的信道进行传输，由信宿进行接收；传输信号辨识步骤：对噪声功率谱和调制频率进行频谱分析；结果步骤：重复执行信道估计步骤至传输信号辨识步骤。
复杂环境信号通信方法系统

[发明专利]弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法及系统-CN202211164409.8在审
发明人：李洪婧;谭潇睿;宋琦;黄靖正;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-09-23 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G01J4/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法及系统，包括如下步骤：步骤1：搭建具有时分偏振切换功能的基于光纤的量子弱测量光学系统，使光源以预设的频率发射光脉冲，用偏振切换仪以相同的频率调制每一个入射光脉冲的偏振态；步骤2：引入参考相位，使系统工作在预设的灵敏度以及动态范围内；步骤3：通过外部时钟同步控制光路切换器；步骤4：通过平衡探测器接收光脉冲，通过计算得到当前输出信号的信噪比；步骤5：若当前信噪比高于预设信噪比，则达到抑制噪声效果，反之，提高偏振切换速率，并重复步骤2～5。本发明可以抑制单模光纤被扰动从而引起的偏振诱导相位噪声，实现对时变参量的高精度测量。
测量系统抑制偏振诱导相位噪声方法

[发明专利]基于弱测量技术的时变参量实时估计方法和系统-CN202210937697.X在审
发明人：李洪婧;宋琦;黄靖正;谭潇睿;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-08-05 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于弱测量技术的时变参量实时估计方法和系统，包括：步骤1：搭建时变参量实时估计的量子弱测量光学平台，并在弱耦合过程中引入外部信号，产生时变的相位参量；步骤2：通过平衡探测器接收光强差，计算当前相位；步骤3：根据当前相位对参考相位进行调节，使系统工作在预设灵敏度及动态范围内；步骤4：重复执行步骤2和步骤3，实现对时变相位的实时估计；步骤5：待测量结束后，根据实际需要对估计结果进行数据处理。本发明不仅能够实现时变参量的高精度实时估计，还具有可调的灵敏度和动态范围，能够自适应地将弱测量置于需要的灵敏度和动态工作区间。
基于测量技术参量实时估计方法系统

[发明专利]复杂环境下的未知信号辨识方法和系统-CN202210935758.9在审
发明人：李洪婧;宋琦;黄靖正;谭潇睿;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-08-04 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01S7/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种复杂环境下的未知信号辨识方法和系统，包括：步骤1：通过最小均方自适应滤波得到复杂环境背景噪声的干扰谱，实现复杂环境背景噪声的干扰谱的跟踪；步骤2：通过测得的环境噪声的干扰谱，对未知信号进行频谱搬移，使未知信号频谱处在低于背景噪声的干扰谱幅值的频带；步骤3：频谱搬移后的未知信号经过复杂环境，经过测量和窄带滤波后，采用谱减法获得降噪信号，实现未知复杂环境下的未知信号辨识；步骤4：重复执行步骤1至步骤3，实时地实现复杂环境下未知信号的自适应频谱搬移及辨识。本发明能够根据测定的干扰谱实现未知信号的自适应频谱搬移，实时地实现背景噪声的干扰抑制。
复杂环境未知信号辨识方法系统

[发明专利]基于二分光谱探测模块的弱测量方法及其系统-CN202111030117.0有效
发明人： 黄靖正;汪晗;李洪婧;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-09-03 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G01N21/21 文献下载
摘要：本发明提供了一种二分光谱探测模块、一种弱测量系统和一种基于二分光谱探测模块的弱测量方法，包括：二分光谱探测模块接收到光信号后，将光束用分束器分成完全相同的两路光；两束光分别经过两个带通滤波器，输出两路光束；滤波后的两路光束分别由两个光电探测器接收，输出两路电压信号；当二分光谱探测模块有电信号输出时，采集读取从二分光谱探测模块输出的两路电压信号；计算机程序接收数据采集卡输出的数据，并将它们分别存入到两个一维数组中去；从两个数组中取出同一时刻的两路信号幅值并进行归一化差分计算；基于归一化差分计算得到的数值解算出弱测量中的待测参量。本发明降低了对探测器的分辨率要求，有效地减小了弱测量方案探测器体积。
基于二分光谱探测模块测量方法及其系统

[发明专利]用于弱测量技术的实时自适应相位补偿方法与系统-CN202011452883.1有效
发明人：李洪婧;汪功领;黄靖正;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-12-11 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种用于弱测量技术的实时自适应相位补偿方法与系统。其中包括实时监测当前测量值，并根据测量值进行阈值判断；在测量值超出阈值时反复进行相位调节操作，主要包括相位调零操作以及相位跳变操作，直至系统的相位偏置点回到目标工作区并继续监测。本发明能在待测参数超出线性工作区时，通过自适应的算法实时地将偏置点调回线性区，并同时找到局部的最佳点，极大地简化了实验操作，拓展了以弱测量为理论基础的众多测量系统的应用场景。
用于测量技术实时自适应相位补偿方法系统

[发明专利]在弱测量中对抗振幅型噪声的光谱数据处理方法及系统-CN202010664134.9有效
发明人： 黄靖正;黄朝政;李洪婧;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明提供了一种在弱测量中对抗振幅型噪声的光谱数据处理方法及系统，包括：噪声特性提取步骤：对测量得到的输出光谱以及输入光谱进行域变换，得到在变换域表述振幅型噪声特性的参数；滤波器设计步骤：根据输入光谱和提取的噪声特性参数，结合处理要求的选择设计滤波器；光谱数据滤波步骤：使用设计好的滤波器对光谱数据进行滤波处理和验证，得到噪声减弱后的光谱；计算弱测量结果步骤：利用噪声减弱后的光谱，通过弱测量系统光谱分析解算得出弱测量对待测参量的估计值；本发明实现对特定振幅型噪声的减弱，一定程度上克服了振幅型噪声对弱测量技术带来的不良影响。
测量对抗振幅噪声光谱数据处理方法系统

[发明专利]基于弱测量泵浦光调制动态范围的高精度温度测量方法-CN202010664098.6有效
发明人：李洪婧;刘苗苗;黄靖正;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2021-06-15 - 主分类号： G01K11/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于弱测量泵浦光调制动态范围的高精度温度测量方法。搭建一套含有前选择和后选择的弱测量光学实验平台，并在后选择中引入附加相位，其中附加相位由光泵浦的液晶和相位调节器构成；放入弱耦合模块，由引入微小时延的温控液晶构成；调节附加相位，选择最灵敏的线性工作区，并根据线性区来模拟仿真出噪声强度和平均频率；记录初始温度以及此时接收光谱，改变弱耦合模块的液晶的温度，使系统和探针耦合，根据接收光谱信息看系统是否处在线性工作区；采集接收光谱，计算其平均频率的变化，推导出微小的温度变化值，根据初始温度和温度变化值计算出当前温度。由于附加相位的调节范围大和控制精度高，从而使系统处在高灵敏度的线性区。
基于测量泵浦光调制动态范围高精度温度测量方法

[发明专利]弱测量中进行参量估值偏差补偿的方法及系统-CN201811556730.4有效
发明人： 黄靖正;刘文欢;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2018-12-19 - 公布日： 2020-09-15 - 主分类号： G06N20/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种弱测量中进行参量估值偏差补偿的方法及系统，包括：在弱测量过程中将引入待测参量的物理来源切断，使待测参量τ＝0，通过弱测量所获得由噪声引起的参量估值偏差值Δτ；基于获得的参量估值偏差值，通过训练和测试调整机器学习模型的参数，建立机器学习模型，用于拟合参量偏差的变化趋势；在正常测量待测参量的情况下进行弱测量参量估值，利用机器学习模型估算当前时刻的参量估值偏差值并进行修正。本发明通过机器学习算法对弱测量过程中噪声所引起的估值偏差进行修正，在有效利用弱值放大效应提升分辨率的同时，有效克服长期关联噪声带来的影响，显著提高信噪比，增加弱测量参量估值过程的精度和抗干扰能力。
测量进行参量偏差补偿方法系统

[发明专利]高灵敏度光学时延估计系统、方法及介质-CN201910458302.6有效
发明人： 黄靖正;黄朝政;曾贵华 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-05-29 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明提供了一种高灵敏度光学时延估计系统、方法及介质，包括：光源模块、偏振态预调制模块、光学时延感知模块、联合谱探测模块以及数据处理模块；所述光源模块用于产生原始光信号，其中心波长记为λ0；所述偏振预调制模块用于将原始光信号的偏振作预调制，产生第一输出光；所述光学时延感知模块用于将待测光学时延值加载到第一输出光，产生第二输出光；所述偏振态后选择模块用于将第二输出光按指定偏振态作投影分解，产生两路输出光，即第三输出光和第四输出光。本发明采用“联合偏置弱值放大”的方法，实现了对如时间延迟的微小量的极高灵敏度的测量，也为其他光学参量估值任务提供了一种高灵敏度的测量方案。
灵敏度学时估计系统方法介质

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