由空中磁场推算线电极参数及海水中电磁场分布

海水中的线电极可作为舰船电磁场的模拟场源,然而在海水中测量其电磁场操作实施困难,如果能够通过空中的磁场测量来推算线电极在海水中的电磁场分布则能很好地解决这一难题。根据海水中稳恒电流电场的点电极计算模型,推导出线电极在海水中的电场、磁场和空中磁场分布的解析表达式,从而提出通过测量空中磁场分布来推算海水中线电极的参数及其在海水中电场和磁场分布。设计了实验室水池测量方案,运用遗传算法（GA）对线电极参数及电缆有效段进行GA编码,计算结果符合实际;由GA计算结果进一步求得海水中电磁场的分布,与理论值达到很好的吻合,证明了方法的可行性。     

基于磁偶极子磁场分布特征的磁矩方向估算方法

针对以往求解磁矩时需进行非线性优化的问题,提出了基于磁偶极子磁场分布特征的磁矩方向计算方法。该方法分析了磁偶极子的磁场分布特征,利用磁梯度张量奇异点确定特征平面的位置,再根据位置矢量与磁矩矢量、磁场矢量所成的两个夹角之间的关系,确定与磁矩方向一致的特征平面法向量,从而得到磁矩的方向。仿真结果表明,该方法能够有效估算出磁偶极子的磁矩方向,同时避免了非线性优化的问题,估算得到的磁矩方向与设定的磁矩方向基本一致,两者间的偏差角为0.14°。     

脉冲电抗器外部端子的电磁力分析

为了获得脉冲电抗器外部端子的受力特性,建立了脉冲电抗器线圈计算模型和电抗器电磁场的二维仿真模型,推导了脉冲电抗器磁场,脉冲电抗器电磁力的函数表达式,给出了磁感应强度与电磁力的矢量结果图.计算结果与实验现象分析表明,脉冲电抗器运行时,附近空间产生较大磁场,该磁场对电抗器及外部端子和连接部分的影响很大.     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰，一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度，对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论，推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成，建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型；在分析磁场传感器测量误差的基础上，建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确，可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明，所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

弹箭磁屏蔽效能仿真及分析

为了分析磁传感器的测量误差,建立了弹体静磁屏蔽效应数学模型,利用ANSYS软件进行弹体三维磁场仿真,分析了弹体相对磁导率、壁厚等自身因素对磁屏蔽系数的影响,仿真结果与理论计算结果一致。仿真研究并拟合出弹体磁屏蔽系数与弹体姿态角之间的关系。结果表明,当弹轴与磁场方向平行时,磁屏蔽系数最小,随着夹角的增大,磁屏蔽系数增大,当弹轴与磁场方向垂直时,磁屏蔽系数最大。建立了磁屏蔽椭球模型,提出直接获取软磁误差矩阵的方法,为磁传感器的误差校正提供了理论基础;给出了利用磁屏蔽椭球模型直接解算弹体相对于地磁矢量姿态角的方法,为磁传感器在弹上的应用提供了理论基础。     

矢量水听器相关性噪声的数值仿真方法

矢量水听器阵列优化设计、性能分析和信号处理系统仿真中,需要知道阵列输出噪声的协方差矩阵等信息。分析了各向同性噪声场中矢量水听器的相关性,得出了矢量水听器的自相关和互相关函数的一般表达式。结合概率分析,给出了一种简单的各向同性噪声场的数值仿真方法。仿真结果表明,文中所给方法产生的矢量水听器噪声的相关性与理论值吻合良好,可为矢量水听器阵列的优化设计和矢量阵列信号处理系统的仿真分析提供准确的数值噪声。     

基于遗传算法的矢量磁测量非对准误差校正

针对矢量磁测量系统中存在非对准误差影响矢量磁场的测量精度,而传统校正方法不能对其进行有效校正的问题,提出基于遗传算法(GA)的矢量磁测量非对准误差校正方法。该方法以空间磁场的投影矢量为基准,通过三步坐标旋转的方式实现磁力仪和姿态仪坐标系对准,并利用遗传算法估算其中的坐标系旋转角度,最终实现非对准误差校正。仿真计算和实验结果表明,该方法可以准确估算出非对准角,经非对准误差校正后,仿真数据和实测数据各分量的均方根误差改善效果分别在94%和92%以上。     

基于磁场积分法和Tikhonov正则化的船舶固定磁场重建与分解技术

船舶铁磁材料磁化历史的复杂性及其不可预知性使得船舶固定磁场计算一直是船舶磁隐身中的技术难题。针对船舶固定磁场重建与分解问题,提出了一种基于磁场积分法和Tikhonov正则化方法的铁磁物体固定磁场重建与分解新方法。首先通过测量得到了船舶下方空间若干场点处的磁场值,并以正问题形式计算得到了地磁场作用下船舶在测量场点处的感应磁场值;后基于测量场点处的磁场测量数据和所计算的感应磁场数据,建立船舶固定磁场反演计算模型,并采用Tikhonov正则化方法对反演模型进行求解,以克服反演模型病态性的影响。设计船舶固定磁场的计算实例,结果证明该方法具有较好地计算精度,能够有效实现船舶固定磁场的重建与分解。     

基于波束域的多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法

针对传统波达方向角估计算法采样数据量大导致较大计算复杂度的问题,提出了基于波束域的多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法。该算法首先基于压缩感知理论对空域稀疏信号进行压缩采样,并将压缩信号从阵元域映射至波束域,进而构造出新的波束域接收信号,而后使用多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法实现信号的波达方向估计。仿真实验表明,与传统的Capon及MUSIC算法相比,所提算法可对相干信号进行有效DOA估计,具有较高角度分辨力和估计精度;与基于阵元域的正则化聚焦求解算法相比,所提算法具有较低计算复杂度。     

弹丸转动惯量测试系统及其误差分析

介绍了一种用于测量弹丸转动惯量的高精度测量仪器，该仪器利用双悬丝扭摆机构、光电计时系统提取摆动周期信息，由MCS-51系列单片机组成的测量系统进行数据处理，并由LED显示器测量结果。文中阐述了仪器的工作原理， 推导了所需的计算公式，分析了产生测量误差的因素，进行了定量精度分析，给出了实验结果与测量精度。