智能天线系统中阵元间互耦的影响及盲校正方法

针对天线阵单元间互耦会导致智能天线性能下降这一问题,提出了一种盲校正方法.该方法基于均匀圆阵(UCA)互耦矩阵的特殊结构形式,利用子空间原理和拉格朗日乘子法,不需要任何辅助信号源就能同时完成阵列误差的校正和波达方向(DOA)的估计.在进行计算机仿真时,还提出了以空间响应相关系数(SRCC)为准则来详细地分析互耦对阵列性能的影响,并通过一些典型的例子证明了所提出的盲校正方法的可行性.     

一种多子阵合成孔径声纳CS成像算法

由于方位向采样不均匀,已有的频域算法如CS算法（ChirpScaling）等不能直接应用于多子阵合成孔径声纳成像．提出了一种可用于方位向不均匀采样多子阵合成孔径声纳的CS成像算法。此方法利用多子阵合成孔径声纳系统等间隔布阵和匀速直线运动的特点,将方位向不均匀采样的傅立叶变换分解为若干均匀采样的傅立叶变换,从而可以利用FFT提高计算效率。成像结果及分析表明,此方法可以很好应用于多子阵合成孔径声纳成像,并保持了标准CS算法快速高效的特点。     

发射换能器阵互辐射的有限元法分析

以特定压电换能器辐射阻抗和互辐射阻抗解析分析结果为样本,导出适用于三元"品"形阵互辐射阻抗计算公式。用有限元法在二维空间分析了单个换能器和组成"品"形阵的阻抗响应,并运用上述互辐射阻抗计算公式求出阵元间的互辐射。讨论了该方法的缺陷,并提出今后研究方向。     

用数据矩阵的SVD法确定声源频率和方位时的一种误差校正方法

本文利用均匀线阵接收信号构造的数据矩阵的奇异值分解对频率和方位两参数进行分离估计,并针对实际阵列中存在的三种模型误差,提出一种基于辅助源的校准方法。声学实验证实了上述方法的可行性。     

一种线阵CCD图像灰度分布快速校正方法

提出一种应用于色选机的高速线阵CCD图像灰度分布校正方法,能够快速有效的提高线阵CCD图像质量。通过分析色选机成像系统中使用的大视场、大相对孔径光学系统的光能量衰减影响,高速线阵CCD的光电响应特性,建立了校正模型,模型中线阵CCD的各个光敏单元的衰减因子通过标准样板标定确定。采用FPGA实现校正模型,可在图像传输的过程中同时进行校正,每帧图像的校正延时不到0．1μs,满足色选机的高速处理要求。     

广义互相关时延估计声定位算法研究

针对地面目标声定位因信噪比较低而定位精度差的现象,提出了基于广义互相关法的声定位系统,根据平面四元法目标定位计算式,研究了广义互相关算法在实际中的应用。环境噪声、军事目标声和民用目标声频谱范围大多集中,即出现目标声会与背景噪声高度重合的情况,发现一般加窗滤波法在降低噪声的同时亦会将目标声强度大大削弱,而广义互相关时延估计法是通过计算两路信号互相关函数的最大值而求得时延差,其精度高、稳定性好。通过计算机仿真得到在信噪比较低的情况下,加窗滤波因大大削弱目标声强度而造成定位精度较低,而利用广义互相关方法可得到较为精确的声定位坐标。     

一种声学参量阵的研究

对参量阵激励信号进行了分析设计,并通过参量阵样品的实际测量,对不同激励信号下参量阵自解调声场的特性进行了验证,结果表明:单边带调幅信号输入时声场的谐波幅度较双边带调幅信号输入时的谐波幅度小,并且差频波声源级高;参量阵在相同激励信号下,差频波声源级随输入功率的增大而迅速增大,但功率太大可能会导致功率放大器产生非线性作用,从而增大谐波幅度。     

一种基于MSR的中等斜视多子阵合成孔径声呐距离多普勒算法

针对现有斜视多子阵合成孔径声呐成像算法忽略了"非停走停"假设的孔径依赖性和阵元依赖性,导致中等斜视时成像效果差的问题,提出了一种基于级数反演方法(Method of Series Reversion, MSR)的中等斜视多子阵合成孔径声呐距离多普勒算法(Range Doppler Algorithm, RDA)。首先,为了解决"非停走停"假设孔径依赖的问题,直接对精确距离史在波束中心处进行泰勒级数展开,得到近似距离史,并借用MSR求得近似距离史对应窄带回波信号的二维谱解析解。然后,为了解决阵元依赖的问题,使用基于MSR的RDA分别对每个子阵单独成像,再通过将每个子阵的成像结果进行相干叠加的方式消除单个子阵欠采样带来的混叠现象,得到完整的成像结果。最后,通过与现有算法的仿真对比实验,验证了该算法的有效性。     

空间非平稳噪声下圆阵的修正Capon算法

在空间非平稳噪声环境下,利用估计的噪声相关矩阵对圆阵接收数据相关矩阵进行预处理,可以消除非平稳噪声对方位估计的影响。再利用修正Capon算法,可以突破瑞利限的限制,且不需要知道信源数,从而实现目标的高分辨方位估计。仿真结果证实了该方法的有效性。     

估算实际阵指向性指数的一种简捷方法

本文给出一种估算实际阵(real array)指向性指数的简捷方法。这一方法只需预先对所设计阵的指向性进行计算机辅助设计计算和通过试验测得阵的水平波束和垂直波束宽度,它同其它估算方法相比更简单、更便捷、更实际。     

基于平均互信息量的物理层抽象算法

针对物理层抽象技术缺乏理论模型以及等效指数信噪比映射(EESM)物理层抽象算法依赖调整参数和通用性较差的缺点,依据信息论、信号检测和概率理论,提出了物理层抽象的概率模型,并据此推导得出基于平均互信息量的物理层抽象算法--块平均接收信息率(RBIR)算法.基于采用MIMO-OFDM技术和最小均方误差(MMSE)检测算法的WiMax Ⅱ系统的仿真结果表明,对于ITU PedB 3kmph和ITU VA 30kmph信道模型、多种调制编码方式,该算法都能够获得与EESM算法相当的性能,并且不需要相关的调整参数,从而使得该算法更具一般性,能够较容易地扩展到不同的无线通信系统中,实现物理层抽象.该算法的有效性进一步验证了本文提出的物理层抽象概率模型.     

磁浮列车工程中的Halbach永久磁体结构的优化

Halbach磁体结构是工程上理想结构的近似,故可予以优化设计。磁体结构优化的目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。针对磁浮列车用直线型Halbach磁体,提出优化指标,得到磁体结构的优化结果(解析表达式),并用实验验证。该解析表达式对直线型Halbach磁体的工程应用具有意义,因为在减轻磁体重量同时提高磁场强度是磁浮列车来的关键技术。     

A time‐staggered partitioned coupling algorithm for transient heat conduction

We present a time‐staggered partitioned coupling algorithm for transient heat conduction finite element simulations. This algorithm divides a large structural mesh into a number of smaller subdomains, solves the individual subdomains separately and couples the solutions to obtain the response to the original problem. The proposed algorithm is a mixed multi‐timestep algorithm and enables arbitrary time integration schemes and meshes to be coupled with different timesteps in the various subdomains. In this procedure, the solution of each partition is separately evaluated over a system timestep after which the interfacial conditions are enforced making this a staggered algorithm that facilitates parallel computation. We present examples showing the feasibility of the coupling algorithm and discuss the merits in terms of convergence and stability. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于互信息量的CMMB系统物理层抽象算法

为了准确和高效地评估在构建下一代广播电视网（NGB）中起重要作用的中国移动多媒体广播（CMMB）系统的链路传输性能,根据CMMB协议标准,利用大量高斯信道下的仿真数据拟合出了接收比特互信息率（RBIR）与误帧率(FER)之间的一一对应关系,然后给出了基于互信息量的CMMB物理层抽象算法——能在解调的输入端计算平均互信息量的RBIR算法,并利用开发的CMMB物理链路仿真平台在巴西信道模型中验证了该抽象算法的准确性：能够精确地预测当前无线信道的质量。     

基于全聚焦算法的混凝土超声阵列探测成像方法

混凝土结构内含有大量的砂石、骨料以及钢筋,形成多样性的声学界面,超声在混凝土结构中的信号成分复杂,且超声能量易衰减.为了提高混凝土检测分辨率与信噪比,提出基于全聚焦算法的混凝土超声阵列检测方法.首先通过建立混凝土有限元模型,开展混凝土超声阵列仿真研究,模拟一发多收方式依次激励阵列探头,并获得检测信号;然后,为了避免噪声...     

辐射力天平法测量相控阵超声换能器的声功率

超声换能器相控阵已用于聚焦超声治疗的研究和应用已有20多年历史,但其声功率P的测量仍缺乏方便有效简易的测量方法。文章旨在提出一种基于凸球面吸收靶的辐射力天平（Radiation Force Balance,RFB）方法,测量其声功率。理论推导了这种RFB在各种阵元组合下的比值r=P/cF（c为水中声速,F为阵的声束轴方向的总辐射力）。论述了测量各种组合的发射声功率的实施方法和测量程序。为实际的测量系统设计和应用建立了良好的工作基础。     

A calibration framework for the microparameters of the DEM model using the improved PSO algorithm

The discrete element method (DEM) is commonly used for simulating the mechanical characteristics of rock materials; however, constructing a DEM model requires the specification of a number of microparameters. In this paper, to obtain the microparameters of the DEM model, the improved particle swarm optimization (PSO) calibration method was presented. Based on numerical simulation examples, the new approach is considered valid for calibrating the microparameters of the DEM model. Moreover, it is concluded that different sets of microparameters can be determined when few macroparameters are used, which indicates that the empirical formula between microparameters and macroparameters is not reliable. From the analysis of the numerical simulation results, it is suggested that more macroparameters should be used to calibrate the microparameters of the DEM model, and the corresponding numerical simulation results could be more reliable; otherwise, the generated numerical model may not accurately simulate the mechanical characteristics of rock materials.     

水声通信多通道最大似然联合均衡译码方法

水平阵是水声通信中常见的阵列接收形式,但垂直阵也有重要的应用场合。文章提出了一种适用于垂直阵的水声通信多通道最大似然联合均衡译码方法,相比现有仅在信道均衡中叠加各通道信号的多通道判决反馈均衡方法(Multichannel Decision Feedback Equalizer, M-DFE),该方法利用最大似然准则,在一体化联合均衡译码过程中融合空间多通道接收信息,将空间增益直接用于抵抗水声信道多途衰落和译码纠错,有效提升了水声通信的性能。仿真结果表明,在误码率同样达到10^-3的条件下,该方法所需信噪比相比M-DFE方法可下降2 dB。海上实验结果显示,在多种信道条件下,该方法实现正确译码的通信速率是M-DFE方法的1.25倍以上。