IRS辅助的SWIPT系统中基于能效优先的波束成形设计与优化

以智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统为背景,研究了该系统中基于能效优先的多天线发送端有源波束成形与IRS无源波束成形联合设计与优化方法。以最大化接收端的最小能效为优化目标,构造在发送端功率、接收端能量阈值、IRS相移等多约束下的非线性优化问题,用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。采用Dinkelbach算法转化目标函数,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)得到发送端有源波束成形向量。采用SDR得到IRS相移矩阵与反射波束成形向量。结果表明,该系统显著降低了系统能量收集(energy harvesting,EH)接收端的能量阈值。当系统总电路功耗为?15 dBm时,所提方案的用户能效为300 KB/J。当IRS反射阵源数与发送天线数均为最大值时,系统可达最大能效。     

均匀照射赋形反射面天线设计

为提高反射面天线的照射均匀性，利用波束赋形技术设计一款工作在15 GHz的高性能偏置反射面天线.该天线由一个非均匀有理B样条（non-uniform rational B-splines，NURBS）反射面和一个介质棒馈源组成，NURBS反射面通过物理光学法结合Nelder-Mead优化算法来赋形，从而获得理想的天线辐射场.仿真结果表明，赋形后的反射面天线相对旁瓣电平低于-20 dB，增益在-2.7°~2.7°的波束范围内超过20 dBi，且浮动不超过1 dB.该天线具有结构简单、旁瓣低、增益均匀的特点，在卫星通信等领域具有重要作用.     

复合材料多频选择性天线副反射面的研制

针对S/X/Ku/Ka四频段选择性天线副反射面的技术要求,从蒙皮材料、夹芯材料和粘接材料的选材方面,选出适合四频段等多频段的透波材料体系。通过对曲面振子成型工艺和副反射面成型工艺优化,掌握了工艺稳定性好、成品率高的高精度曲面偶极振子成型技术。最终成功研制出四频段选择性副反射面,其型面精度为0.08mm(r.m.s.),S和Ku频段的透射传输损耗均小于0.25dB。     

基于局部运动学属性参数的窄方位角三维多域插值算法研究与应用

基于局部运动学属性参数的三维多域插值算法在实际地震数据处理中具有广阔的应用前景。但这种算法通常仅适用于宽方位角三维地震数据,而海洋三维地震数据往往是窄方位角的,这就给传统算法的实现带来了一定的难度。为此,提出了一种适应于窄方位角三维地震数据的三维多域插值与规则化新算法,并设计了相应的实现流程。其策略是通过零偏移距三维频率-波数(F-K)域时间偏移与反偏移,结合零偏移距三维输出道成像方式的共反射面元成像算法(CRS-OIS),获得高信噪比的叠后模型道数据;再通过反叠加生成三维叠前CMP模型道道集,提取其运动学属性参数,基于这些运动学属性参数拟合原始三维叠前数据,从而获得信噪比向模型道逼近的优化后叠前数据体。南海深水区某三维窄方位角地震数据的试应用结果表明,新的算法完全适应窄方位角三维地震数据的特点,有效提高了数据的信噪比和规则化程度,证明了新算法的稳定性和可靠性。     

一种反射面天线面板装配优化方法

为提高大型反射面天线形面装配精度及装配效率,提出一种反射面天线面板装配优化方法。该方法从装配工艺入手,基于传统遗传算法的思想,建立了天线装配序列规划的遗传算法数学模型,其适应度函数包含了对装配变形、装配周期及装配人工消耗等方面的评价,考虑到装配精度和装配过程中的功耗,为相应的项赋予权重使其达到多目标优化的目的;同时,建立了天线装配的有限元仿真模型,对遗传算法得到的装配序列结果进行了面向装配过程的面板装配变形动态仿真,并将仿真结果反馈于装配序列规划模型的评价中,及时对遗传算法所求得最优解作出准确评估。以某工程9 m圆抛物面天线的面板装配为例,讨论了不同目标函数时的算法结果和仿真结果,分别求得了精度最高的装配序列、经济度最好的装配序列,以及考虑同时提高装配精度和增强经济度的装配序列。从而证明了所建立的反射面装配遗传算法数学模型的正确性及所提天线装配序列规划方法的高效性。     

一种ka大口径天线电气设计

随着ka频段卫星的逐渐成熟,宽带Ka频段天线的需求也在不断增加,文章介绍一种大口径ka天线的电气设计思路和实例。对13m天线电气进行了优化设计,对天线副面进行了二次赋形,同时给出了宽带ka频段单脉冲馈源的设计。而后进行了仿真计算和实际加工测试。给出了仿真和实测结果。仿真和实测结果表明,设计的天线电气性能优良,具有良好的实用性。     

利用成像型任意反射面速度干涉仪测量石英中的冲击波速度

在神光Ⅲ原型激光装置上,利用自行研制的成像型任意反射面速度干涉仪（I-VISAR）对石英中冲击波速度进行了测量,获得了清晰的实验信号。实验结果表明,在8路能量为400 J、波长为351 nm的激光注入腔靶时,经过60μm的Al后,石英中的冲击波速度为36.47 km/s。     

等旅行时面共反射面元叠加的应用研究

本文基于克希霍夫成像理论,对共反射面元(CRS)叠加方法进行了深入分析,阐述了等旅行时面共反射面元叠加方法(CRS-OIS)原理及其测试效果。指出CRS-OIS是对于传统共反射面元叠加方法的重要改进,它简化了传统CRS叠加方法,可以同时得到信噪比大幅度提高的叠前道集与零炮检距成像剖面。该方法首次被用于南海深水二维地震数据处理,处理结果表明基底与莫霍面的成像品质得到明显改善,提高了剖面的可解释性。     

同时线成像和分幅面成像任意反射面速度干涉仪测速技术

研制了一套线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)用于激光驱动飞片速度场时空分辨测量。将传统VISAR改为成像干涉结构,用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹,实现靶面一条线上各点速度历史和多个时刻二维靶面上所有点速度的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有小于10μm的空间分辨和约15m/s的速度分辨能力,线成像VISAR时间分辨小于50ps,面成像VISAR曝光时间小于5ns。用其测量了激光驱动带约束刀口铝膜飞片的速度场,给出了高时空分辨全场速度分布,从中可以清晰看出飞片的演化发展过程。实验结果表明,线面同时成像VISAR将是各种飞片产生技术及相应加载手段中全场速度诊断的有力工具。