带负载导线的电磁脉冲响应数值方法研究

现有的细导线算法[1,2,3]只能处理导线两端开路情形,在其基础上提出了一种修正的方法,该方法可以用来计算细导线两端带有负载时电磁脉冲对导线的响应,负载包括电容和电感.在该方法中,导线被分成理想导线、负载和地三个部分,分别用不同的偏微分方程描述,并得到可直接进行计算的差分方程.使用该方法给出了一计算实例,并对计算的结果进行了分析.     

平面波照射下贯通导线电磁干扰快速算法

提出了一种基于BLT（Baum-Liu-Tesche）方程的平面波辐照下金属腔贯通导线电磁干扰分析的快速计算方法.首先采用电磁拓扑理论将整个问题进行拓扑分解,根据场线耦合理论获得场线耦合节点的传输函数,进而采用广义BLT方程获得外界电磁波与贯通导线相互作用时金属腔内终端负载上的干扰电流.将该算法用于贯通单导线、贯通双导线和贯通传输线网络电磁干扰问题分析,计算获得的终端负载上感应电流结果与全波分析方法结果吻合较好,证明了该快速算法的有效性.该快速算法计算时间仅为全波分析法的万分之一,且所占内存相比全波分析法缩小了几十倍.     

半圆形隧道中导行波特征方程的近似求解

当半圆形隧道中存在一根导线时,根据场的唯一性原理,该导线产生的场与圆形隧道中该导线与其镜象产生的场的叠加等效,虽然可用Newton法或抛物线法求其特征方程,但求解过于复杂,根据镜象电流的特点,推导了半圆形隧道导行波的简单算法.计算结果得到,在频率较高时,近似结果和精确结果基本相同.近似求解方法对矿井通信的研究有指导意义.     

加载天线目标RCS的FDTD计算与分析

提出一种带角点的细导线模型和传统FDTD相结合的方法分析加载斜拉式线天线目标散射特性.为进一步减小目标离散时的台阶化误差和节省计算资源(内存和时间),给出一种简化的共形FDTD(SCFDTD)算法.通过坐标旋转使天线长段平行于某固定坐标轴,然后建立带有角点的细导线FDTD模型.以变形网格面积与正常网格面积之比1/6作为SCFDTD算法的判据,既简化了已有CFDTD算法的复杂度,又不失其物理意义.与传统FDTD方法和实验测量结果对比数值计算例子表明了该方法的可行性与有效性.     

细导线精确算法在改进的减缩时域有限差分法中的应用

Riku M.M.等提出的FDTD的亚网格细导线精确算法,可以对给定直径的金属导线的电磁特性作精确计算.本文证明了由该算法格式计算的细线周围的电磁场分量,可以直接用于改进减缩时域有限差分(R-FDTD)法计算.用这种亚网格细线精确算法与改进R-FDTD结合计算了一个由细线源激励的矩形金属外壳的源输出功率,所得结果与文献报道的实验数据吻合.该算法与采用标准细线亚网格算法的计算结果相比,计算精度有明显提高.     

Metamaterial参数提取算法与修正

针对Metamaterial电磁参数提取问题,从面向各向同性媒质的S参数反演算法出发,提出了该算法计算过程中所需要采用的修正算法,使得该算法能够有效地提取Metamaterial中复合左右手传输线结构与谐振单元结构的电磁参数,拓展了该算法的适用范围。修正算法包括非对称修正、去分支修正和微带线修正。通过计算标准微带线模型、开口谐振环与细导线的模型对改进的算法进行了比对验证。结果表明,改进算法能够有效地提取超材料的电磁参数,并符合因果性条件。     

三维人脑计算机图谱表面重建的层间轮廓线插值

本文针对三维人脑计算机图谱问题,采用线性插值算法,给出了一种可用于序列图象的高精度表面重建的层间轮廓线插值方法.该方法不仅对一般问题的效果良好,而且成功地解决了弹性插值中不能解决的示例.对一系列数据的实验结果表明,它是一种可行的层间轮廓线插值方法,对医学影像数据的三维重建和显示具有重要意义.     

一种基于ARMA模型的目标极点提取新方法

针对传统极点提取算法需要确定目标后时响应起点的不足,本文提出了一种提取目标极点的新方法,该方法使用ARMA模型逼近整个目标响应,并利用全局最小二乘技术求解模型参数获取目标极点。基于实测细导线和有限长柱体散射场数据的处理结果表明,本文新方法较之KT法和矩阵束法具有更高的极点提取精度。     

一种改进的线性图像插值算法

针对传统的双线性插值法在对图像进行插值后会不可避免的产生边缘模糊的问题,提出了一种改进的线性插值法,该算法首先把待插值点分为三类,然后分别选取合适的已知点进行插值。通过对经典图像lena和pepper进行插值的实验结果表明,该算法的插值效果与双立方法相当,但计算量远远小于双立方,能有效的保持图像边缘信息,提高了图像质量。     

基于线性插值原理的三维发射层析重建技术研究

三维发射层析技术跨越了传统二维层析技术中的“切片”过程,将被测区域作为一个整体进行重建,投影方向及位置不局限在同一水平面内,可以解决实际燃烧场测试中探测器位置受限以及装配误差等问题,对燃烧场的三维成像及测试具有重要意义。针对已有三维发射层析技术中权重矩阵的计算存在数据量大、精度和效率低等问题,在三维空间相机成像投影数学模型的基础上,提出了一种基于线性插值原理的三维权重矩阵计算方法,并结合代数迭代算法实现层析重建。通过数值模拟验证了算法精度,建立了多相机发射层析系统并对燃烧火焰进行三维层析重建。研究结果对提高层析重建精度和效率具有重要的参考价值。     

CO-OFDM系统中一种改进的基于线性内插的相位噪声补偿算法

为补偿CO-OFDM系统中相位噪声引起的干扰,提出了一种改进的基于线性内插的相位噪声补偿算法.该算法利用共轭导频估计相位噪声的均值,然后通过线性内插获得相位噪声的估计值,最后通过频域补偿来恢复出调制信号.此外针对求幅角的非线性运算中存在的相位周跳的问题,文章提出的修正方法能够有效地改善周跳情况的发生.分析与仿真表明:该算法在不同线宽条件下均能提升一定的SNR增益且算法的复杂度低.     

三维水下传感器网络覆盖优化算法

针对三维水下传感器网络模型,对水下传感器网络的覆盖优化问题进行了描述,提出利用虚拟势场算法CAT（coverage-enhancing algorithm for three-dimensional sensor networks）调整水下传感器节点与浮标节点间缆绳的距离,逐渐消除网络中的感知重叠区域和覆盖盲区,进而实现整个水下传感器网络覆盖增强.在仿真实验中,通过CAT算法与ETG算法的比较,验证了CAT算法的有效性.     

基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化研究

针对传统光线投射算法在三维场景中绘制大量烟雾数据时存在计算资源消耗大、绘制速度缓慢等一系列问题,提出一种基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化方法。将三维数据场按照统一大小划分成均匀的数据块,求出光线穿越数据块时入射点和出射点的中点位置,利用视点和中点之间的距离比例来调整采样频率,从而获得重采样点的位置。再通过对光线上的重采样点进行分级分组操作,对处于不同级别的采样点采取不同的插值策略,最后使用图像合成算法完成光线上重采样点数据值的映射,得到室内烟雾的渲染效果。实验结果表明,该方法是可行且有效的,与现有的光线投射算法相比,在保证绘制图像真实性和稳定性的前提下,改进过后的光线投射算法极大地减少了渲染过程中重采样和线性插值时的计算量,同时帧率能够稳定保持在75frame·s^-1左右,可满足不同室内场景下烟雾的实时绘制要求。     

外场作用双导线的电磁耦合时域分析方法

基于时域有限差分（finite-difference time-domain，FDTD）法和传输线方程，并结合插值技术，研究了一种高效的时域混合算法，能够快速模拟电磁波照射自由空间和屏蔽腔内双导体传输线的电磁耦合，并实现空间电磁场与双导线瞬态响应的同步计算.该算法先采用FDTD方法模拟双导线周围空间的电磁场分布，结合插值技术构建适用于双导线电磁耦合的传输线方程，再采用FDTD的中心差分格式进行离散，从而求解得到传输线和端接负载上的瞬态响应.同时，分析双导线间距对其电磁耦合的影响，掌握其耦合规律.通过相应数值算例的模拟，并与FDTD方法进行对比，验证了该时域混合算法的正确性和高效性.     

一种适用于机载数据融合的改进时间对准算法

对机载多传感器数据融合的时间对准算法进行了研究,对时间不同步导致的对准误差进行了理论分析.在此基础上,为提高内插外推的精度,对数据时间差异很大的时间对准问题提出了一种改进的分段线性插值算法.对红蓝对抗场景下的数据链与机载火控雷达的数据融合处理进行了仿真分析,仿真结果表明该算法对机载多源数据融合处理具有良好的适应性.     

短波OFDM系统中基于迭代插值的信道估计

经典的线性插值算法具有实现简单的优点,但短波信道是靠电离层反射进行通信,而电离层的分布是随机变化的,导致短波信道随机变化.所以数据子载波的频域响应与相邻导频子载波频域响应之间不再满足线性关系,即线性插值算法不适用于短波OFDM系统中.基于此提出了一种迭代的插值算法,该算法利用了两个距离最近的子载波的信道响应的相关性越大的原理,利用信号的相关性进行迭代,从而得出频域的信道估计.仿真表明,该插值算法有效拟合了短波信道特性曲线,降低了系统的误比特率和均方误差.     

多特征融合的尺度自适应KCF人脸跟踪

针对传统核相关滤波(KCF)跟踪算法在人脸跟踪中无法处理尺度变化、严重遮挡等问题,提出一种多特征融合的尺度自适应KCF人脸跟踪算法。该算法先对肤色与HOG特征进行融合来表征人脸,通过多通道相关滤波器定位人脸位置;学习一个一维的尺度滤波器来估计人脸的最优尺度;采用线性插值的方式对滤波器系数和人脸外观模型进行更新。实验结果表明,改进后的算法能明显提高跟踪的性能。通过定量与定性分析该算法对尺度变化、严重遮挡等问题有很好的鲁棒性,跟踪速度在36.7 f/s时达到实时应用的要求,优于近几年一些优秀的跟踪算法。     

基于类线性插值算法的DDFS设计与实现

提出一种可用于DDFS的类线性插值算法,并在FPGA上进行了硬件实现。分析了DDFS核心模块(相位-幅度转换模块)中各种算法的优缺点,提出了一种采用线性函数和抛物线函数对正弦波曲线进行分段拟合的算法。该算法提高了算法精度,有效降低了算法复杂度,有利于加快硬件的运行速度。通过Matlab对拟合结果进行分析,得到符合电路性能要求的多项式系数。对基于类线性插值算法的DDFS进行硬件设计。采用Altera 公司Cyclone II器件进行FPGA实现。实验结果表明,该DDFS的频谱纯度高,SFDR达－94 dBc。电路结构简单,易于实现。     

CO-OFDM系统中一种新颖相位噪声抑制算法

针对相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中相位噪声造成的严重影响,提出了一种采用线性插值和卡尔曼滤波相结合的相位噪声抑制算法.该算法在第一阶中对接收端的时域信号进行线性组合,之后利用线性插值算法对相位噪声进行初步抑制,在第二阶中采用卡尔曼滤波技术来抑制残余的相位噪声.分析和仿真表明:提出的二阶算法能够有效地抑制相位噪声对OFDM符号的影响,在相位噪声线宽较大时明显地降低错误平层,利用所提出的二阶算法可使误码率达到10-7以下,有效地提高了系统的性能.     

三维铁磁体产生的磁场模拟计算

本文利用积分方程法计算铁磁体产生的三维场。通过计算矩形截面螺线环产生的场,与用安培环路定理求出的理论值相比较,验证了方法的准确性。并计算了导线沿圆周按余弦规律分布的螺线环所产生的磁场,给出其磁力线分布,与理论上的均匀场相符合。