LabVIEW时频分析在地空瞬变电磁信号处理中的应用

地空瞬变电磁信号中含有大量干扰噪声,尤其是晚期信号干扰影响较大,若不对其进行滤波处理,将会影响瞬变信号的分析及反演成像的质量。传统的傅里叶变换不能分辨正常信号中夹带的瞬态反常现象,也不能展示其成分,无法满足非平稳信号的分析要求;而瞬变电磁信号是一种动态、瞬态的信号。因此采用短时傅里叶变换(STFT)进行数据分析,并开发了一套基于LabVIEW的预处理软件,用于现场快速分析地空瞬变电磁信号。实验结果表明,预处理软件对地空瞬变电磁的分析和滤波处理是可行有效的,便于及时评价滤波效果,为进一步确定信号滤波方法提供了依据。     

基于NI-4431的瞬变电磁信号高精度采集系统设计

基于NI-4431数据采集卡和图形化编程软件LabVIEW设计了瞬变电磁信号高精度采集系统,系统适用于瞬变电磁信号的采集及简单的实时信号处理,系统中信号采集模块由NI-4431实现,其他功能,包括信号的采集、处理、存储和用户界面等,均在上位机(LabVIEW2014)实现。实验表明,该系统能够完成对瞬变电磁信号的实时采集与处理,采集精度高,具有较好的应用前景。     

均值滤波和小波变换在瞬变电磁信号处理的应用

野外探测数据受多种干扰影响,时域瞬变磁（Transient Electromagnetic Methods）仪采用双极性同步采样抑制低频噪声和直流失调信号,信号累加抑制白噪声后,高频噪声仍然存在信号中。TEM45仪自带传统的均值滤波法处理信号,信噪比提高,采样数目减少。为使采样数目固定的仪器可提供高纵向分辨的数据,采用小波变换抑制噪声。对波形畸变严重的信号,联合均值滤波和小波变换处理,可得平滑的,符合瞬变电磁信号衰减规律的曲线。     

地-空-地通信系统的设计探讨

文章首先介绍了一种地-空-地通信系统,然后从电磁兼容、抗毁性以及网络管理等方面,对该系统的设计进行了深入的探讨。     

空-地激光通信链路信号光束宽度设计

针对影响信号光束宽度最优化设计的三个最重要因素进行了讨论:一是系统的跟瞄精度,二是光学准直系统的准直能力,三是大气湍流效应对激光大气传输造成的光束弯曲、偏折、漂移等现象对系统的影响。     

基于小波和曲线拟合对瞬变电磁信号去噪的优化

瞬变电磁信号容易受到各种噪声的干扰,造成数据处理时分辨率较低,导致异常解释信息,影响后续工作进程。因此,必须选取合适的方法对其进行去噪处理。本文针对瞬变电磁信号的特点利用小波去噪法的优点在噪声中提取有效信号,进而利用曲线拟合对提取的信号做进一步的优化以便得出可靠的解释结果。     

空-地光通信技术及其系统方案设计

空-地光通信系统以其容量大、体积小、保密性高等优势,正适合替代微波系统作为传输方式,其应用成为解决空-地信息传输瓶颈问题的理想方案.本文分析了空-地光通信系统技术原理及特点,提出了系统设计方案,并对其关键技术及通信信道进行了阐述.     

激励信号类型及周期对线圈聚焦和检测深度的影响

激励信号类型与周期选取是影响瞬变电磁法(TEM)系统检测能力的重要因素。利用时域有限元积分方法对不同激励信号进行仿真,通过发射线圈磁场分布特性与同等深度处磁聚焦效果的对比、分析,确定激励信号类型;根据探测深度与灵敏度依赖于激励信号周期的特性,确定激励信号的最小周期。以此周期为下限,在不同周期下进行仿真,得到接收线圈回波信号变化图与同等深度处的磁通量变化曲线图,对比分析,最终确定周期为500 ms的矩形脉冲作为激励信号较为合适,更有利于磁场能量聚焦与传播的深度。最后对不同厚度的钢板进行仿真,分析回波信号与钢板厚度的关系,为实际瞬变电磁探测系统设计提供理论依据。     

一种空-地双基地雷达时间同步方法

空-地双基地雷达发射机置于运动的空中平台上,对时间同步精度要求高、实现难度大。为此,在现有时间同步技术基础上,研究了适用于空-地双基地雷达时间同步方法,确定了易于实现的间接同步方案。为满足同步精度要求,在传统单一时钟授时的基础上,利用卫星授时信号对内部高稳晶振进行校准,提高了同步精度。为验证该方案的可行性,选取频率计CNT-90及TimeView软件对同步模块进行测量,结果验证了这种方法满足同步精度要求,能够应用于空-地双基地雷达时间同步。     

电磁随钻测量的电激励模式的分析

本文提出一种电磁随钻测量的电激励模式的分析方法。这一方法可计算电磁随钻测量研究中的重要参数,如地面信号场强分布规律及其与工作频率的依赖关系,发射机构的输入阻抗等,从而为随钻测量系统的总体设计提供基本的依据。用这一方法对试验模型和现场试验进行的计算与试验结果很好符合。     

电磁导波能量压缩式脉冲激励方法研究

电磁导波检测技术因其非接触耦合特性而被广泛应用于各种类型金属管道的损伤检测,但较低的激发效率却导致电磁导波信号能量传递范围有限,限制了其在长管道和结构复杂管道方面的应用。为提高电磁导波换能效率,本文摒弃了脉冲发生器和功率放大器相组合的激励源结构,提出了一种以能量压缩原理为核心的脉冲激发方法,在空间和时间上压缩存储于电容中的能量来提高激发信号强度,并确定了脉冲形成回路参数的选取规则。实验证明该方法可以有效增加电磁导波激发信号幅值。     

8／6极开关磁阻电机两相励磁电磁转矩分析

为了准确掌握SR电机两相励磁状态下的电磁转矩情况,针对四相8／6极SR电机,采用准线性模型,从单相励磁运行时电磁转矩入手,将单相励磁转矩计算结果扩展至两相励磁运行状态。根据四相8／6极SR电机结构特点,在一个极矩下电磁转矩的变化过程中增加了两个过渡阶段,从而推导出两相励磁运行时电磁转矩的计算公式,绘制了单相与两相励磁转矩波形图,分析了两相励磁运行特点。最终从电磁转矩计算公式和转矩波形图上验证了两相励磁是SR电机提高转矩平稳性重要方法这一结论。     

阵列辐射瞬态电磁脉冲能量合成特性研究

根据单元天线辐射瞬态电磁脉冲轴线能量传输特性的解析解,提出了阵列辐射瞬态电磁脉冲的点源近似模型,给出阵列辐射瞬态电磁脉冲高效合成特性的物理实质。并采用阵列瞬态电磁脉冲产生系统,对高效合成特性进行实验验证。实验结果和采用点源近似模型计算结果都很好地证明了阵列瞬态电磁脉冲的高效合成特性。     

传输线网络瞬态响应灵敏度分析方法

针对传输线网络瞬态响应灵敏度分析问题,提出了一种采用快速傅里叶变换的灵敏度分析方法。方法从描述整个传输线网络特性的电路方程出发,将传输线网络瞬态响应灵敏度转化为求解传输线网络瞬态响应以及网络参数矩阵对电路参数的偏导数,实现了传输线网络任意节点瞬态响应对任意网络参数的灵敏度分析。该方法无需对耦合传输线进行解耦,能够分析任意类型传输线及任意负载。算例结果表明,方法正确有效。     

瞬态电磁脉冲能量传输特性的物理实质

根据矢量位方程,在均匀电流模型下,分别给出了圆形和方形单元天线轴线上电磁场分量的时域表达式以及能量密度的解析计算公式;用等腰梯形电脉冲给天线馈电,采用数值计算的方法分别绘出了圆形和方形天线轴线能量密度随距离的衰减曲线,瞬态电磁脉冲能量传输呈现三段式传输规律和慢衰减特性;通过对能量密度解析计算公式物理意义的讨论,给出了瞬态电磁脉冲慢衰减传输特性的物理实质解释;采用亚纳秒电子源给抛物面天线馈电,对抛物面天线轴线辐射电磁脉冲波形及能量作实验测试,实验测试结果与数值计算结果相符合。     

半导体微腔激光器瞬态响应及调制特性分析

针对半导体微腔激光器的结构特点,考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应,采用传统速率方程的表示形式,建立了微腔激光器的速率方程,着重讨论了微腔激光器的瞬态响应及调制特性,给出了其动态特性的仿真结果,分析了自发辐射因子、注入电流和腔长对微腔激光器的激射阈值、延迟时间、驰豫振荡频率和光输出等参量的影响,从而为改善微腔激光器的高频调制特性和优化器件结构提供了理论依据。     

基于时域平面波算法快速求解电大目标瞬态散射特性

基于电磁场时域积分方程（TDIE）数值技术计算电大目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法（PWTD）加速求解TDIE,针对算法实现中三个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了内存需求,另一方面通过把PWTD算法中的传统投射方式,改为前向贡献式投射方式,大大减少了投射次数,并且更有利于时间点的对齐,因此提高了计算速度和精度。     

中心回线关断时间对海洋电磁响应影响研究

海洋可控源电磁探测利用海水中电场或磁场与海底电导率之间的关系来获取海底介质信息,研究海底内部组成和构造;给出了由频率域电磁响应计算时间域电磁响应的方法,仿真分析关断时间对海洋可控源中心回线装置时间域电磁探测响应的影响,结果表明,时间域可控源电磁探测发射电流的关断时间不仅影响接收到的早期信号的幅值,而且影响对海底浅部介质的分辨能力。     

基于有限元方法的波导管结构电磁屏蔽屏蔽效能分析

提出一种在屏蔽箱体孔缝结构的外部增加截止波导管结构的方法,利用截止波导管对高频电磁波的衰减作用来提高屏蔽箱体屏蔽效能。基于有限元法分别对截止波导管的长度、厚度及其形状进行仿真,仿真结果表明:在0.1 GHz~1 GHz频率范围内,随着截止波导管长度及厚度的增加屏蔽箱体屏蔽效能提高15d B以上,圆形和矩形截止波导管对屏蔽效能影响不大。根据实际情况合理选择截止波导管的长度及厚度可以提高微弱信号处理电路的电磁抗干扰能力。     

瞬态电磁波对电子设备电缆的电磁耦合分析

瞬态电磁波对电子设备电缆的电磁耦合预测分析,是电子设备的电磁兼容性预测与分析的重要方面。提出了电磁场对电缆的电磁耦合模型,介绍了电磁耦合的数学计算公式,并对3种瞬态电磁脉冲对电缆的电磁耦合进行了预测分析,数值分析结果对有效抑制和减小电磁波对电缆的电磁干扰有一定的参考价值和指导意义。