掩埋小目标声探测技术研究

探测和识别沉底、掩埋水雷等小目标在军事上显得愈来愈迫切。在介绍掩埋小目标探测声纳现状的基础上,剖析了掩埋小目标声探测的技术难点,总结了小目标声探测技术的发展趋势,主要包括探测频率向低频发展,重点发展合成孔径探测技术,积极探索时反探测和MIMO探测方法,小目标识别技术向联合利用图像特征和散射特征的方向发展等,对沉底/掩埋小目标声探测技术研究及其声纳设计有借鉴指导意义。     

浅海波导中垂直时反线阵聚焦研究

在浅海波导中,垂直阵可以跨越整个波导,并能对大多数简正波模态进行精确采样.在给定声源及海洋环境信息的条件下,通过MOATL简正波模型仿真计算出到达垂直时反阵位置处的波形,即垂直时反阵的接收信号,将接收信号时间上取反,通过以KRAKEN简正波模型计算得出的返回声信道,在声源处取得了较好的聚焦效果.并分析了垂直阵基元数、基...     

Andreev Bound-State Tunneling and ESR Spectroscopy of High-Temperature Superconductors and Observations of Broken Time-Reversal Symmetry

An emphasis on reliable materials growth and development of new fabrication techniques has allowed us to investigate the electronic structure of high-temperature superconductors by planar quasiparticle tunneling and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopies. The quasiparticle (QP) density of states (DoS) is investigated by tunneling into oriented thin films of Y₁Ba₂Cu₃O₇ (YBCO) and single crystals of Ba₂Sr₂Ca₁Cu₂O₈ (BSCCO). Data are obtained as a function of crystallographic orientation, temperature, doping, damage, and applied magnetic field. These data demonstrate that the observed zero-bias conductance peak (ZBCP) is composed of Andreev bound states (ABS) which intrinsically form at a symmetry-breaking interface of an unconventional superconductor, for example, a (110)-surface of d-wave YBCO. Tunneling into doped or ion-damaged YBCO provides a measure of the QP scattering rate below T _c. An applied field causes Doppler shift of the ABS, arising from the scalar product between the QP velocity and the superfluid momentum, v _F·P _s, observed as a splitting in the ZBCP. Magnetic hysteresis of the splitting is consistent with the effects of strong vortex pinning near the interface. The directional field dependence shows that the ABS is highly anisotropic in its transport. These results, plus in-plane crystallographic orientational dependence on single-crystal BSCCO, demonstrate the d-wave symmetry of this superconductor. Below 8 K and in zero applied field, the ZBCP splits, indicating a transition into a superconducting state with spontaneously broken time-reversal symmetry (BTRS). EPR experiments are used to detect directly the spontaneous formation of the magnetic moments in the BTRS state.     

基于时间反转的二阶段Wi-Fi室内定位方法

受Wi-Fi系统有限物理带宽限制,时间反转定位算法的定位精度难以得到提升。当定位范围较大时,在线定位阶段所需的匹配运算量更大,导致定位时间增长。针对上述问题,本文提出了一种基于时间反转的二阶段Wi-Fi室内定位方法。首先对接收信号强度和信道频率响应进行离线采集,利用接收信号强度和k近邻匹配算法进行位置粗估计,大致确定待测点所在范围。随后根据粗估计结果筛选原始指纹库,构建指纹库子集。在位置精估计阶段,计算待测点信道频率响应与指纹库子集中各参考点处信道频率响应的信号组合共振能量,通过最大值搜索寻找组合共振能量最大的参考点,将其坐标值作为位置估计结果。实验结果表明,所提算法相比于传统定位算法在精度和运行速度上有明显提升,在非直射环境下仍能保证较高的定位精度。     

垂直阵时反聚焦的目标被动定位方法研究

时间反转被动定位技术是一种可以在无需目标合作的条件下,实现被动相干源能量时空自适应聚焦,确定浅海被动目标位置的信号处理技术.提出了垂直阵时反被动定位(APTRM)技术的具体实现方法,为提高算法的处理增益、定位精度和定位稳健性,对算法进行了改进.进行了水池实验和海试,试验结果验证了所提算法的正确性和实用性.研究结果表明:...     

无线传感器网络中的整流天线技术研究进展

本文介绍了适用于无线传感器网络的、能进行无线输能的整流天线和能进行无线定位的时间反演算法.适用于无线传感器网络的整流天线要求紧凑的天线结构,高效的微波能量到直流电量的转换效率以及较高的入射波频率.利用时间反演算法的时-空聚焦特性,可解决无线传感器网络中节点无线定位问题,以提高整流天线的效率.     

血管内光声图像的时间反演重建方法

目的 将光声成像与医学内窥技术相结合的血管内光声(IVPA)成像技术可为心血管内易损斑块的检测以及指导介入治疗提供可靠的参考。针对采用单阵元探测器进行圆周扫描的IVPA成像系统,提出基于时间反演(TR)算法的重建IVPA横截面灰阶图像的方法。方法 通过建立超声传播模型,对光声信号的反向传播过程进行模拟,反演得到血管横截面的2维初始光声压分布图像。针对测量位置稀疏和有限角度测量都会造成光声数据不完备,进而导致重建图像质量下降的问题,通过对探测器采集到的光声信号进行样条插值达到提高成像质量以及消除伪影的目的。结果 仿真实验结果表明,与相同测量位置下利用滤波反投影(FBP)算法重建出的图像相比,采用本文算法重建出的图像的结构相似性指标(SSIM)值可提高约65%。结论 该方法能有效地提高IVPA重建图像的质量,为后续图像重建算法的优化提供有益参考。     

二元阵被动时间反转镜定位技术研究

运用射线传播理论分析推导了二元被动时间反转镜定位技术的基本原理,得出了当模拟信道与实际信道建模误差不大时,时间反转镜实现了信道匹配、空间增益达到最大且实现了被动定位的结论;反之,信道匹配不好或不匹配,产生空间增益下降或没有空间增益的现象,影响到定位效果和定位精度．运用时间反转镜技术,进行了仿真信号和海试数据的分析处理,结果表明：该方法能实现目标被动定位,而且,对仿真数据处理的定位精度10km距离处达到数米以内,具有广阔的应用前景和研究价值．     

浅海沉底小目标时的反探测研究

在浅水波导环境下,时反处理利用声场的时反聚焦特性,基于收发合置阵,将接收信号在时间上反转后,再向介质中发射回去,时反信号能量会在目标处聚焦,同时使混响降低.在接收增强的目标回波信号之后,通过多路径补偿波束形成,继续提高信混比.再将波束形成的输出与发射信号的拷贝进行相关处理,以其输出作为检验统计量进行目标检测判决,并根据到达信号的时间延迟对目标行距离进行估计.在湖上实验中,通过比较BS发射和TR发射两种情况下的混响和目标处的入射能量,发现时反处理具有抑制混响、提高信混比的能力.在实验室波导中,利用时反处理的优点进行了沉底小目标探测实验.波导实验结果表明,主动时反探测系统不仅能够有效地检测到沉底小目标,而且可以对目标进行测距.     

时间反转处理用于目标探测研究

为提高工作在浅海的声纳性能，提出了基于时间反转处理的微弱目标信号探测的新方法.利用稳定声场的时反不变性和空间互易性，时间反转处理将接收的信号时反发射回去，使之在目标处聚焦，实现混响抑制、信混比提高，同时根据聚焦点的位置信息获取目标的距离和深度参数.时反处理将“海洋自身”而不是“海洋模型”引入信号处理，具有较好的宽容性，是常规匹配滤波和匹配场处理的进一步发展.在被动时反源定位计算机仿真的基础上，利用实验室波导，构建了一个物理时反实验系统，进行了主动时反探测实验.数值仿真和实验结果表明，时反处理可以对目标进行有效的定位.