Guptasarma算法在瞬变电磁正演计算中的应用

Ｇｕｐｔａｓａｒｍａ算法在瞬变电磁正演计算中的应用阮百尧（桂林工学院应用物理与计算机系）瞬变电磁正演计算有２种途径，即在时间域中直接求解和在频率域中先求解再通过傅氏变换到时间域。对后一种计算方法，关健之一是频率域至时间域的转换，为此国内外许多学者提出...     

储层电各向异性模型的瞬变电磁响应

采用数字滤波算法对储层电各向异性模型的瞬变电磁响应进行数值模拟,首先在频率域计算出各向异性模型的电场响应,然后利用正弦变换将计算结果转换到时间域。通过对电偶极子源激发下的层状各向异性模型的瞬变电磁场进行计算,结果表明:对薄互层模型而言,当中间薄层为高阻时,视电阻率曲线在晚期随各向异性系数的增大而抬升,且各向异性的影响大于厚度的影响。当中间薄层为低阻时,各向异性系数对视电阻率曲线无影响。这对指导瞬变电磁对油藏勘探具有重要意义。     

层状介质中大地电磁场信号时域阻抗分析

在大地电磁测深中观测得到的电磁场信号十分微弱,具有非稳定特性,观测信号易受到噪声的干扰,使用基于稳定电磁信号稳定的频率域阻抗张量的估计方法,导致计算的电阻率准确度差。为了能保证非稳定信号阻抗的准确性和可靠性,从频率域传递函数出发并对其求解,利用傅里叶变换得到时域传递函数,经过推导得到时间域中求解阻抗的表达式。最后模拟得到了层状介质中时域大地电磁测深曲线,并与频率域大地电磁理论曲线对比分析。结果表明:时域比频域估算阻抗或电阻率更准确。     

用线性规划法求解瞬变电磁场反射系数

讨论了在水平层状介质中的反射系数的物理意义，推出时间域含有以反射系数序列为未知项的欠定方程组。提出用线性规划法求解瞬变电磁场反射系数序列。并给出求解思路和程序框图。对两个理论模型进行了处理，计算出了其反射系数。算例分析结果表明，算法可靠，程序可行，这一方法可用于瞬变电磁成像数值计算中。     

巷道边界条件下矿井瞬变电磁响应研究

研究了巷道对瞬变电磁场的影响,模拟了全空间中介质的瞬变电磁响应特征．提出了适用于矿井三维全空间瞬变电磁法时域有限差分计算的新的巷道边界条件,通过将该边界条件离散为差分格式,并结合时域有限差分法进行计算,研究了1μs到0．8ms之间巷道的存在对瞬变电磁场的影响特征,以及巷道对巷道顶、底板内部的低阻异常体响应的影响、结果表明,由于巷道的高阻作用,使置于巷道中间的发射源,在0．5ms时在巷道两迎头处感应出2个相同的新源,而当发射源置于巷道一端迎头时,在另一迎头处逐渐感应出1个新源,在0、1ms后巷道的边界能清楚的显示出来、另一方面,巷道的延迟作用使低阻体响应的位置在20μs时落后其实际位置6～8m．     

变换域通信系统中的信道估计技术

针对基于OFDM的变换域通信系统在低信噪比时由于噪声的影响很难获得准确的信道估计问题,采用时域和离散傅里叶逆变换(IDFT)域级联降噪的方法降低导频信号的噪声来提高信道估计的准确性。时域利用慢衰落信道环境下信道系数变换缓慢的特点,提出了时间滑动平均、时间遗忘、时间平均与时间遗忘结合等几种降噪方法;IDFT变换域利用多径时延集中在整个时隙的前一段的特点降低噪声。仿真结果表明,该方法在慢衰落信道环境下是有效的。     

平面光波导数值分析的一种新方法

用有限时域差分法直接求解了依赖时间的麦克斯韦旋度方程,得到了一维电磁场的有限时域差分公式.在此基础上,利用吸收边界条件计算了简单三层对称平面光波导中TE模的光场分布,得到了任意截面上光场的分布.     

平面光波导数值分析的一种新方法

用有限时域差分法直接求解了依赖时间的麦克斯书旋度方程，得到了一维电磁场的有限时域差分公式。在此基础上，利用吸收边界条件计算了简单三层对称平面光波导中TE模的光场分布，得到了任意截面上的光场的分布。     

瞬变电磁虚拟波场反变换技术研究

为了进行瞬变电磁数据虚拟波场反变换技术的研究,为后期瞬变电磁数据处理打下基础,首先推导出了满足波动方程的"虚拟波场"和满足扩散方程的电磁场之间的积分关系式的方法,然后采用线性数字滤波法求解这两类积分,研究了子波的宽度、峰值位置和相邻子波距离等因素与波场反变换精度之间的关系,最后分析了各响应曲线的形态。通过波场反变换研究发现,在与已知的单位向量和高斯脉冲作对比时,验证了算法的有效性与可靠性。     

基于经验模态分解的瞬变电磁信号的属性提取与分析解释

瞬变电磁法仅用时域资料进行分析与解释是不充分的,应该将信号的频率成分也综合利用起来进行分析解释。将Hilbert-Huang变换引用到瞬变电磁信号的分析中,将含噪的瞬变电磁信号通过经验模态分解成若干个固有模态函数,对每个固有模态函数进行Hilbert-Huang变换,获得瞬时幅度和瞬时频率,将每个测点的瞬时属性组合起来绘制瞬时振幅剖面图和瞬时频率剖面图,不同构造形态的地质体在两者的剖面图中均有明显的异常反映。各种模型和实例计算表明：用Hilbert-Huang时频分析方法提取瞬变电磁信号的瞬时属性意义明确而且分辨率高,明显优于传统分析解释方法。     

一种基于频域插值的非同频采样信号的补偿方法

在异地多天线信号合成中,非同频采样会给合成性能带来损失,因此需要对信号间的采样频率偏差进行估计并补偿。提出了一种基于频域变换的信号采样频率偏差补偿方法,该方法根据采样频率偏差估计值对信号进行不同点数的DFT,通过在频域对齐信号的采样点来实现采样频率偏差的补偿,从而达到提高合成信号信噪比的目的。利用两路QPSK信号进行了仿真验证,给出了利用快速傅里叶变换来减小计算量的方案。结果表明,该算法能够较好地对采样频率偏差进行补偿,且能够通过选择不同的FFT算法来节省计算量,为采样频率偏差的补偿提供了新的解决思路。     

曲面上航磁异常与梯度分量的转换方法

针对现有的主要以等效源法实现的曲面航磁异常转换方法存在计算工作量大,很难应用于实际中大面积航磁数据的转换处理,提出插值 迭代法和频率域转换方法相结合,实现曲面上航磁异常和梯度分量以及梯度分量之间的快速转换方法.该方法利用插值 迭代法将曲面上的航磁异常或梯度异常向上延拓到某一个平面,在该平面上利用频率域方法实现相应的转换,将转换结果延拓回原来的曲面上.模型试验结果表明,该方法具有较高的计算精度.实测数据的转换结果与实测的梯度之间具有很好的一致性,证明了方法的有效性.     

大跨度幕墙体系的风振分析

大跨度结构计算风荷载时要进行风振分析,由于现行规范中对于风振系数的规定不适用于大跨结构,因而风振系数的计算成为大跨结构计算的难点。结合北京某大跨幕墙钢结构工程,同时采用了时域法和频域法进行风振分析,并对两者的结果进行了比较。分析结果表明,时域法和频域法求得的风振系数的分布趋势是完全一致的,在数值上也是比较接近的;时域法虽然计算量远大于频域法,但是能得到结构在风荷载作用下响应的全过程。通过用两种方法对大跨结构的风振分析,为实际工程的设计和理论分析提供了参考依据。     

单层球面网壳风振分析的时域法与频域法比较

根据风洞试验同步测量的风压数据,分别采用时域Newmark-β法、频域完全二次型组合法以及平方总和开方法计算单层球面网壳结构的节点峰值竖向位移响应,对3种方法的计算精度、计算时间等进行了比较;并且给出了一种离散荷载时间序列的新途径,即应用本征正交分解技术将脉动风荷载分解为空间协方差模态和主坐标,对主坐标时间序列利用三次样条插值函数离散成新的风荷载时间序列。分析结果表明：频域完全二次型组合法在进行屋盖风振分析时耗时少,计算效率高。     

多层球状头模型中MRI线圈激励下射频场的求解——并矢格林函数/矩量法

介绍一种磁共振成像系统(MRI)线圈激励下的人体头部电磁场计算方法.先构造一个与人头实际尺寸相当的多层球状头模型，并赋以实测电导率和介电常数，然后基于并矢格林函数(DGF)来求解MRI线圈激励下的头模型内部电磁场.只要射频线圈的激励电流源分布可由矩量法(MoM)求出，都可用该法计算由其激发的电磁场，由此计算出来的电磁场分布可以用于MRI成像参数的确定.结果表明，该方法比有限时域差分法(FDTD)的计算速度提高了10倍以上.仿真试验结果显示，人头中的磁场和电场受频率高低影响，随着频率的增高，磁场与人体组织的相互作用越大，人头中的磁场越不均匀，从而造成了磁共振信号的失真.所提出的DGF/MoM法可用于高场MRI的线圈优化设计，例如射频线圈(表面线圈和体线圈）的快速评价以及高性能的梯度线圈的快速优化设计.     

基于Guptasarma汉克尔变换的频率域航空电磁特征

在实际工作中,通常认为直升机频率域电磁系统最大勘探深度为150m,但这些都是根据实际的勘查经验得出的,没有统一的标准。本文运用均匀半空间模型,对比了Anderson和Guptasarma汉克尔变换方法,说明Guptasarma方法更优,并基于Guptasarma汉克尔变换方法,推导了不同装置的频率域电磁响应的理论公式,计算了不同装置的频率域电磁响应特征,认为不同装置的直升机频率域电磁系统,探测深度不同,提出对于不同产状的地质体,运用不同的装置进行探测,并给出了不同装置的频率域电磁系统的理论探测深度,具有一定的理论意义。     

基于频域模型的DS-CDMA UWB信号DOA的估计方法

推导出了DS-CDMA UWB（direct sequence code division multiple access ultra wide bandwidth）阵列信号的频域模型,在此基础上提出了2种基于该频域模型到达角的估计方法：前者方法建立在二阶统计量的基础上;后者以四阶累积量为基础。仿真结果表明,这2种方法都能准确估计超宽带信号的到达角,但前者算法的复杂度低。     

频域均衡联合干扰删除的频域实现方法

针对重叠剪切法的频域均衡联合干扰删除接收算法,提出了一种新的低复杂度的频域实现方法。该方法利用重叠剪切的思想将每个迭代级中多用户干扰的重构方式由传统的时域线性卷积变换为频域相乘,并在频域删除重构的多用户干扰,可以降低接收算法的复杂度。仿真结果表明,该方法只是在较大信噪比下比时域实现方法的误码率性能略有损失,其他情况下两者相同;但是其计算复杂度比时域实现方法显著降低。     

IIR数字滤波器双线性设计的研究

双线性设计法是IIR数字滤波器四种设计方法中比较好也是最常用的一种方法。但是双线性变换是一种分式计算,计算量随滤波器阶次的增加而急剧增加,计算十分繁琐且极易出错。而用虚轴平移、比例、颠倒系数变换程序计算则既迅速又精确。     

基于DCT的探地雷达频率波数偏移优化算法

目前探地雷达频率波数偏移算法中插值运算涉及复数运算,且对所有频率波数域内的数据进行运算,易引起复数寄生量和计算量大的问题。由此在分析离散余弦变换特点的基础上,引入离散余弦变换代替傅里叶变换用于频率波数偏移算法,以实变换代替复数变换,解决复数寄生量的问题;利用离散余弦变换能量集中的性质,仅对部分主要的离散余弦分量对应的数据进行插值偏移处理,减少计算复杂度以实现插值算法优化。实测数据表明,该文所提的优化方法效果明显。