相控阵天气雷达站环境参数计算及评估系统研发

作为S波段新一代天气雷达的重要补充,目前广东省正加快建设X波段双极化相控阵天气雷达;如何更好地做好优化布局提升全网覆盖率和探测能力,站点选择是否科学合理显得尤为重要;文章设计一套全新的基于数字高程DEM的探测环境参数智能分析系统,客观、定量、自动计算探测净空投影面积、净空占总投影面积比例、投影阻挡面积比例、探测净空体积、静锥盲区体积、低空盲区体积、扫描立体空域完备度等,在现场选址时能够1分钟内输出综合分析结果和建议;作为辅助选址系统,已经在广东省26部X波段双极化相控阵天气雷达选址中应用,输出结论对现场选址起到了很好的指导性作用,为雷达系统建设快速提供科学决策依据.     

Ultra-low latency and omit-iteration CORDIC algorithm

The pipeline structure Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) algorithm improves its precision by increasing the stages of iterations, which leads to a large delay, excessive consumption of hardware and limits its applications.The omit-iteration CORDIC algorithm is proposed to solve this problem by using the methods of binary to bipolar recoding, folding angle domain, merging iteration and optimizing the lookup table. Simulation results show that this method needs only two clock cycles to get the output and also makes improvement on the hardware consumption and its precision, especially having privilege to the application on high speed and real-time occasions compared with other realization of the CORDIC algorithm.     

基于FPGA的瞬态响应测试仪的设计与实现

为提高瞬态响应测试仪的测量精度和响应速度,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的设计方法.系统设计采用Xilinx公司生产的Xilinx Spartan 3E XC3S500E PQ208 FPGA作为控制核心,实现了对瞬态响应的峰值时间、超调量及调节时间的精确测量,并且能较准确地绘制二阶系统的瞬态响应曲线.系统显示模块采用VGA显示,既节约了IO口资源,又可以更加逼真地显示相应曲线.系统可通过模拟开关实现单脉冲信号的输出,并扩展了语音提示功能,使用更方便.实际测试表明,系统具有运行稳定、参数测量精度高、抗干扰强及响应速度快的优点.     

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化对铜绿微囊藻的生长抑制

阳极材料采用掺硼金刚石薄膜板状电极,研究了电化学氧化中电流密度、电解时间、pH、氯离子浓度、硫酸根离子浓度对铜绿微囊藻生长抑制的影响,以及电解前后藻细胞形态的变化。结果表明,4个影响因素对铜绿微囊藻生长抑制效果显著。抑藻效果随电流密度、电解时间的增加而增加,电流密度为17 mA/cm²时藻细胞出现破裂、细胞内物质流出的现象,抑藻效果较好;当电解时间为20 min时,可完全抑制藻细胞生长;再增大电解时间,对抑藻效果无明显促进作用,初始pH在中性及酸性条件下可完全抑制藻细胞生长。抑藻效果与溶液中氯离子、硫酸根离子浓度成正相关,当溶液中氯离子浓度为6 mg/L时,可完全抑制藻细胞生长;无氯离子时,藻细胞在4 d后出现继续增长现象。     

基于加权平滑l_0范数的单快拍波达方向估计

针对现有基于压缩感知的DOA估计算法估计精度不高的问题,提出一种基于加权平滑l0范数的单快拍DOA估计算法。所提算法采用一种新的加权方式,在构造一个恰当的平滑连续函数后,根据接收数据的初始解确定一个合适的递减的{σ}序列[σ_1,σ_2,?,σ_J],并对每一个σ值,用最速下降法来求解l0范数的逼近函数H_σ(S)的最小值;然后将该σ值作为下一次迭代的初始值,并在每次迭代开始时更新权值,通过多次的迭代获得逼近函数的最小解,即逼近的最小l0范数。通过仿真实验表明所提算法可对DOA进行有效估计,且容易实现、精度较高,与未加权的改进平滑l_0范数DOA估计方法相比具有更好的估计性能。     

金刚石刀具刃口研抛辅助机构方案设计

随着精密和超精密切削加工技术的发展,对金刚石刀具质量提出了更高的要求,由此对高性能金刚石刀具刃口研抛辅助机构的需求也越来越迫切。为此,在简要分析金刚石刀具刃口圆弧轮廓精度指标对加工精度影响的基础上,结合研抛工艺给出了金刚石刀具刃口研抛辅助机构的要求,并对金刚石刀具刃口研抛辅助机构的总体方案及其微进给机构和微摆幅机构进行了设计。     

超声导波电磁声换能器的研究进展

超声导波具有检测范围大、检测效率高等优点,广泛应用于板、管等典型波导结构的缺陷检测.作为超声导波换能器类型之一,电磁声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)得到广泛关注和快速发展.综述了近20年来超声导波电磁声换能器的研究进展.主要包括:针对板和管结构超声导波检测的单模态EMAT结构设计;用于提高激励导波的能量和模态单一性的EMAT线圈与磁体结构参数的优化,针对非金属材料检测的新型贴片式EMAT的结构设计;阵列技术在EMAT性能优化上的应用和在缺陷定位和成像上的应用.     

基于二阶锥规划的共形阵列宽带方向图综合

针对目前共形阵列方向图综合算法中全局优化算法计算复杂度高,已有凸优化算法不能处理宽带信号的问题,提出了一种基于二阶锥规划的共形阵列宽带恒定束宽方向图综合方法。该算法首先推导并建立了更为简单的共形阵列宽带信号模型;然后在频域上构造空间响应变化约束,并在空域上构造方向图的目标函数和约束条件;最后利用二阶锥规划求得最优权矢量,实现宽带信号方向图综合。理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效地获得期望信号并抑制干扰信号,在计算复杂度上低于全局优化算法,且阵列响应具有良好的频率一致性。     

相控阵天线接收组件自动测试系统设计

深入分析了相控阵天线接收组件自动测试系统的工程需求,提出一种适用于大数据量测试与处理的自动测试系统实现方法。本方法在采用以太网搭建硬件测试平台的基础上,为了实现自动化和高速化测试,提出了全套系统基于MATLAB开发的软件实现方法。实验结果表明,该自动测试系统与人工测试及人工处理数据相比,在多种应用场景下均大大提高了接收组件的批量测试效率和数据处理速度,并已成功用于某型相控阵天线接收组件的批量测试及数据处理中。     

基于传声器阵列的机器人声源定位系统

随着计算机技术和信号处理技术的发展,各种具有特殊功能的机器人应用到人们的生产生活中。听觉系统可以弥补机器人视觉系统存在的不足,使机器人在黑暗或有障碍物遮挡的环境中,利用声音信息感知环境中存在的目标,并对其定位,辅助机器人工作,尤其在灾难现场搜救、军事等领域,声源定位系统具有独特的优势。针对机器人声源定位系统进行研究,设计了基于传声器阵列的机器人声源定位系统,采用平面四元传声阵列,利用广义互相关算法,实现对声源的定位,具有较高的实用价值。