提出一种基于双偏振正交相移键控（DP-QPSK）调制器的可变对称三角脉冲信号生成方案。通过调节DP-QPSK调制器两个子调制器的调制系数和三个电移相器的相移，可生成对称系数可调谐的三角脉冲信号，对称系数可调谐的范围为0%~100%，生成的三角脉冲信号的重复率等于输入驱动信号频率的两倍，即用较低频率的驱动信号即可生成高重复率的可变对称三角脉冲信号。通过仿真验证了提出方案的可行性，利用均方根误差（RMSE）评估了该方案生成脉冲波形与理想波形的相似度。除三角脉冲信号外，同时验证了该方案还可生成方形脉冲信号。

采用巧妙的电路结构和模拟信号处理方式, 设计了一种从杂波中提取弱小脉冲信号的电路。首先对输入信号进行饱和放大, 然后分两级进行滤波。将一级滤波输出信号与二级滤波输出信号在比较器中进行比较, 从而产生脉冲信号, 输出脉冲宽度可调。该电路结构简单, 使用元器件较少, 便于小型化。采用厚膜工艺加工制作该电路。结果表明, 该电路的脉冲宽度误差为1.0%, 输出脉冲延迟时间为51 ns。该电路具有检测弱小信号能力强、脉冲宽度变化小、抗干扰强、体积小、功耗低、一致性好等特点, 适用于批量生产。

为提高定位系统的定位精确度,提出一种前导四脉冲信号差分匹配滤波器到达时间(TOA)估计算法。使用双脉冲和四脉冲信号评估差分匹配滤波器,该算法提高了前导脉冲信号TOA估计精度。从脉冲个数、信噪比(SNR)角度对差分匹配滤波器输出的方均根误差进行对比,得到四脉冲信号TOA估计精确度优于单脉冲信号的结论。在SNR为20 dB时,四脉冲信号的TOA估计精确度达3.8947 ns,远低于国际民航组织规定的时间误差精确度最大值25 ns。天津机场终端区设置的ADS-B接收机接收到的实时数据和同等条件下的仿真数据均验证了所提算法TOA估计的精确度和稳定性。

为了实现二维平面上以单光子的灵敏度探测光强分布,提出了一种基于多阳极光电倍增管的阵列型光子计数器。并通过高频甄别技术和等幅放大技术实现对光电脉冲的低噪声恒定放大、解串扰技术消除相邻像素间的串扰影响,最终完成了8×8阵列型光子计数器的研制。测试结果表明,本阵列型光子计数器的单像素的最大计数率为100MCPS,峰值光子探测效率约21.2％,帧频最高可以达到10 kHz,在1.8 m望远镜平台上可以稳定探测10等星以内的暗弱天体。

采用传输线方法研究了微通道板的短脉冲信号放大特性。分析了单脉冲信号的波形畸变以及微通道增益的变化情况。当信号饱和参数大于1时, 脉冲前沿消耗的电荷会对脉冲后沿的放大形成影响, 造成脉冲后沿增益下降。研究了多脉冲间的互扰问题。若前一脉冲放大消耗的电荷得不到及时补充, 将影响后续脉冲的放大过程。分析了信号频率对微通道板输出特性的影响。信号单脉冲电荷量恒定的情况下, 提高信号频率将使得微通道板增益显著下降; 信号平均电流恒定时, 通道增益以及输出电流基本不随信号频率发生变化。通过脉冲激光对像增强器的辐照实验, 验证了上述分析结果的正确性。

为了掌握微通道板探测器的X射线脉冲信号观测能力, 利用X射线脉冲星地面实验装置, 开展了长时间的不同流强和不同背景噪声强度下的微通道板探测器脉冲信号探测实验, 并建立了一套X射线探测器脉冲观测能力评估方法, 推导出基于光子计时模式下X射线探测器的脉冲信号信噪比、脉冲轮廓相似度、脉冲到达时间精度和最小可探测功率的关系表达式.实验中, 利用面积20 cm2的微通道板探测器开展了8组10 000 s的实验, 采集到有效观测数据, 然后搜索最佳脉冲周期, 重构观测脉冲轮廓, 估计脉冲轮廓特征参数.实验表明, 微通道板探测器具备良好的X射线脉冲信号观测与恢复能力, 在较弱脉冲信号强度(光子流量密度为0.05 ph/cm2/s)和较强背景噪声(背景噪声强度是脉冲信号的16倍)下获取观测脉冲轮廓的信噪比、相似度、脉冲到达时间观测精度分别为35.73、88.38%、51.53 μs和64.89、89.72%、29.24 μs, 验证了微通道板探测器具备一定的暗弱X射线脉冲星观测能力, 且微通道板探测器的脉冲探测能力随着脉冲信号强度增加、背景噪声强度减弱、累积观测时间增加而提升.

由微分测量探头和积分器构成的微分积分测量系统广泛应用于脉冲电压和电流测量。依据无源RC积分器的等效电路，分析了在多脉冲信号测量中，无源RC积分器在实现微分信号的积分还原时，可以引起信号的平顶降和信号基线偏离，给出了平顶降和基线偏离与信号脉冲宽度和积分常数的定量关系，计算了在不同积分器参数和脉冲信号参数时的平顶降和基线偏离结果，并且与PSpice电路模拟结果进行了比较，两种结果一致。按照此定量关系，可以根据脉冲信号特点和测量要求，准确确定积分器参数。