机载SAR天线座连接支架的拓扑优化设计

拓扑优化方法在雷达天线座的减重设计中具有突出优势,特别适合于大型精密雷达和机载雷达天线座的结构优化设计。文中建立了连接支架的拓扑优化模型,以单元密度为设计变量,体积分数上限为约束条件,加权应变能最小化为优化目标,对机载SAR天线座连接支架进行了拓扑优化设计。考虑到结构美观和制造性,添加了对称平面约束和拔模约束。结果表明:拓扑优化结果符合仿生学原理,在减轻质量的同时,也提高了结构性能。     

某无人机SAR天线系统的热设计

为解决某无人机SAR安装平台无环控、天线系统发热量大、安装空间狭小等问题,文中将热管技术引入机载雷达天线系统的热设计。针对雷达工作状态,分别提出天线系统的挂飞散热方案和地面调试散热方案,并通过地面试验和仿真分析验证散热方案的合理性。结果表明,根据雷达工作状态进行热设计的思路可行,散热方案合理,满足热设计要求。     

某机载SAR天线支架的结构设计与分析

介绍了某机载SAR天线支架的结构设计,针对不同结构形式、材料和厚度,利用有限元分析其变形、应力和固有频率,最终确定其结构形式、材料和厚度,结合飞行试验进行验证,结果表明该结构设计满足要求。     

一种机载SAR天线稳定平台结构设计

研究了一种二维机载稳定平台。通过对稳定平台的工作原理、结构组成和关键技术的分析,找到了一种体积小、重量轻和精度高等特点的机载平台稳定系统。可为机载稳定平台的设计提供宝贵的理论和实践基础。     

机载天线单元反射板形貌优化设计研究

为提高某机载天线单元反射板刚度和强度,减少结构质量,使用基于形貌优化的优化设计方法,对反射板进行优化,分析结果表明:优化前后反射板的质量分别为4.65kg和4.11kg,优化后质量降低11.6%;优化前后冲击工况反射板的最大变形分别为10.05mm和4.11mm,优化后变形降低59.1%,优化前最大应力为98.93MPa,优化后降低33.0%;优化前后反射板的一阶安装模态均为弯曲模态,其振型一致,特征频率分别为76.06Hz和91.42Hz,特征频率提高38.8%;非钣金类结构可使用基于形貌优化的设计方法进行优化设计,得到加强筋的形状和位置。     

某机载SAR天线系统的热设计

某机载SAR天线系统以吊舱的形式悬挂于载机机腹之下,具有功耗大、发热量高、安装空间狭小等特点,而且与载机无环控接口。文中引入热管技术,利用载机飞行而使整流罩外壁与空气相对运动产生的强迫对流解决天线系统的散热问题。仿真分析和挂飞试验结果表明该设计合理,满足热设计要求。该散热方法具有简洁、经济、有效等特点,尤其适用于低速载机平台的小型吊舱。     

机载无源相控阵天线结构轻量化设计

机载雷达天线发展迅速,已从传统机械扫描天线发展为相控阵天线以及更为先进的机相扫天线。随着雷达技术的发展及电子设备集成度的提高,天线已经成为雷达系统中组成最为复杂、重量占比最大的单元,因此天线的轻量化设计是雷达结构设计的关键技术。某机载无源相控阵雷达天线组成复杂,结构紧凑,单元间距小,重量指标要求严格,结构设计难度大。文中介绍了该天线结构设计中采取的轻量化措施,包括结构布局、模块化设计、复合材料的应用等,并通过力学仿真及环境试验,对天线轻量化设计的结果进行了验证。结果表明,天线结构设计满足产品力学环境要求,设计合理,对相关产品的结构设计有一定的参考意义。     

机载天线动态变形实时测量与补偿方法

针对高精度机载天线结构变形对电性能的影响,提出了天线动态变形实时测量并补偿的方法。针对该机载天线的高角度、实时、测量空间狭小的测量要求和难点,提出了采用基于光纤光栅传感器进行应变测量的方法,同时对该测量方法的原理、搭建过程进行了说明,并通过测试试验对其进行了验证,试验结果表明:该测量方法能实时获得机载天线由于风载、温度等造成的结构动态变形,并且可以在此基础上进行该天线的电性能畸变的实时补偿。     

某机载SAR天线布局研究

机载SAR天线及转台结构设计中很关键的一点就是天线布局方案的设计.由于天线罩的包络空间有限并且不规则,使得天线布局方案设计复杂,不易优化.针对某机载SAR系统给出了三种天线布局设计方案,并使用Inventor软件的驱动约束功能对天线布局方案进行了简单有效的运动仿真分析,给出了优化设计建议.布局方案及设计方法可以为同类机载SAR天线布局方案设计提供参考.     

机载气象雷达天线安装调整与精度检测方法

针对现有气象雷达天线支架安装与精度检测方法的不足,提出了一种机载气象雷达天线安装调整与精度检测方法。该方法运用全站仪进行数据采集处理,通过分析天线安装支架的空间几何形态,采用数模分析和最小二乘法分别计算调整值和安装误差,简化了天线安装调整过程,提高了检测效率。     

双Fabry-Perot干涉腔型光纤声发射传感器

设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测。基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型。分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了具有双Fabry-Perot腔结构的光纤声发射传感器来保持传感器正交点的稳定性。通过模拟AE信号检测与热应力干扰实验对设计的传感器进行了实验验证。实验一通过冲击振动与折断铅笔芯产生两类模拟声发射信号,使用商用的压电传感器和光纤传感器进行对比实验,结果表明光纤传感器能够成功检测到两类模拟声发射信号,灵敏度为12.9nm,带宽达到30kHz。实验二对传感器进行工作点稳定测试,结果表明双F-P腔的控制机制能够保证传感器工作在正交点,解决了传感器输出信号衰减的问题。     

机载SAR平台机动对多普勒参数的影响分析

机载SAR平台机动将导致回波信号相位偏差,一次相位误差主要导致回波信号多普勒中心平移;二次相位误差主要导致多普勒调频率偏差,使得最后的SAR图像离焦.详细研究了机载SAR平台各种机动所导致的多普勒中心平移和多普勒调频率偏差,并推导出它们的理论表达式.     

双Mach-Zehnder光纤干涉传感系统中的偏振衰落控制

针对偏振衰落现象导致信号关联的二义性使分布式双Mach-Zehnder光纤干涉传感系统难以实现高精度定位的问题,提出了一种控制偏振衰落的方法来保持系统检测信号的稳定性.利用系统的偏振模型分析了偏振衰落的来源,指出传感光纤偏振特性的不一致使系统检测信号对输入偏振态敏感是造成信号相关性恶化的根本原因,据此提出控制输入偏振态、搜索偏振态工作点的抗偏振衰落思想.在此基础上通过分析输入偏振态的两个参量对信号相关系数的作用进一步明确了偏振控制对算法的要求,并利用模拟退火算法进行了验证.现场实验表明,该算法可快速搜索偏振态工作点,持续稳定系统检测信号的相关性;结果证实了提出的偏振衰落控制方法可行且有效.     

机载下视阵列SAR等效相位中心分析方法研究

针对下视阵列合成孔径雷达(SAR)在跨航向实现高分辨所需阵元数目庞大和信号处理复杂的问题,提出一种机载下视阵列SAR等效相位中心(EPC)分析的方法。首先基于有效孔径原理和EPC处理的信号模型,引入虚拟阵元位置优化因子,研究了均匀线性阵列的EPC分析方法。然后,结合机载下视阵列SAR特点,讨论了优化因子的选择问题,给出了最优近似的理论依据,并通过点目标成像结果对EPC方法进行了验证。最后根据EPC分析方法给出了稀疏线性阵列和多输入多输出(M I-MO)线性阵列两种典型的适用于下视阵列SAR的阵列结构实例。     

Apertureless near-field optical microscopy: differences between heterodyne interferometric and non-interferometric images

We analyze simulations of the image generation process in apertureless Scanning Near-Field Optical Microscopy to study the differences between heterodyne interferometric and non-interferometric detection schemes implemented in experiments. Beyond the well-known possibilities of interferometry to enhance signals and extract optical phase information, we find that heterodyne interferometric detection may in fact lead to more robust and easier to interpret experimental results. Further, our results illustrate how simulations that do not include the use of interferometric detection in a given experiment can lead to significant disagreements with the measurements.     

白细胞图像的自动分割算法

根据白细胞核在其饱和度分量S和绿分量G中的分布特点,构造细胞变换图像,提取细胞核,实现白细胞的初步定位.对存在细胞粘连的细胞图像,利用细胞边缘的相位角变化来检测细胞粘连区域并除之,采用线性插值法拟合边缘曲线,得到封闭的白细胞边缘轮廓,最终提取白细胞.本算法可自动分割白细胞,具有很好的分割效果.     

Automatic discrimination of features in grey-scale images

Automatic setting of discriminator thresholds to select features from grey-scale images is desirable to reduce variations due to operator variability, and to adapt to changing illumination or sample characteristics. This can be carried out in several ways. One locates minima in the original brightness histogram. For images in which minima are absent or poorly defined other techniques are preferred. Settings that minimize the change in total feature area or perimeter with changes in the threshold setting are suitable for a wide variety of images. After processing to extract edges a fixed percentage of the number of pixels in the image may be useful.     

Automatic segmentation of diatom images for classification

A general framework for automatic segmentation of diatom images is presented. This segmentation is a critical first step in contour-based methods for automatic identification of diatoms by computerized image analysis. We review existing results, adapt popular segmentation methods to this difficult problem, and finally develop a method that substantially improves existing results. This method is based on the watershed segmentation from mathematical morphology, and belongs to the class of hybrid segmentation techniques. The novelty of the method is the use of connected operators for the computation and selection of markers, a critical ingredient in the watershed method to avoid over-segmentation. All methods considered were used to extract binary contours from a large database of diatom images, and the quality of the contours was evaluated both visually and based on identification performance.     

一种基于视觉特征的移动机器人定位方法

为提高移动机器人在拥挤、混杂的室内环境中的定位能力,提出了在图像显著特征区域内提取积分不变特征-LSRII(local salient region integral invariant)特征的方法,并将LSRII特征应用到粒子滤波定位中,实现机器人在室内环境下的全局定位.实验结果表明,所提出的定位方法在拥挤、混杂的室内环境中能够实现可靠的定位.     

Contrast matching in a sequence of images by histogram normalization

Variations in contrast between digital light microscopy images of a video sequence can be filtered out by matching the contrast of each individual image in the sequence to a reference image using the principle of histogram matching. This ensures the reliability of grey-scale threshold values in each frame within an image sequence. Here we describe examples of digital image-to-image contrast matching as applied to video light microscopy.