相控线阵声波辐射技术在反射声波测井中的应用探讨

采用有限元方法对相控线阵声波辐射技术在反射声波测井中的应用进行探讨,从信号的幅度、能量和损耗等角度考察了相控线阵声波辐射器的相位加权和幅度加权对在井孔中接收到的反射纵波的影响.结果表明使用相控线阵声波辐射器可以明显提高在井孔中接收到的有用信号的信噪比;应用相控辐射器的相位加权和幅度加权技术,即调节相控线阵声波辐射器的相邻阵元间激励信号的延迟时间和信号幅度,可使各个阵元辐射的声波信号在介质的传播过程中某个给定方向上的能量最大,从而使反射纵波信号得到明显增强.为相控线阵声波辐射技术在反射声波测井中的应用提供了理论基础.     

准太赫兹波段角锥波纹喇叭天线的设计

波纹喇叭天线是20世纪70年代出现的用于微波天线的一种新型器件,它结构紧凑、加工方便、成本较低。不仅如此,它还是一种高效率的馈源,它的方向图具有低旁瓣、轴对称、交叉极化小等一系列优点,因而得到广泛的应用。文中介绍了准太赫兹角锥波纹喇叭天线的基本设计思想。设计了一种工作在140 GHz左右频段的E面波纹角锥喇叭天线。计算机模拟达到了相对于平壁角锥喇叭来说较小波瓣宽度,极低旁瓣电平,E,H面波瓣图趋同的效果。     

基于虚拟阵技术与LS的宽带DBF算法

数字侦察接收机带宽可能覆盖几个倍频，因此若按照信号最高频率信号半波长作为阵元间距，则会出现严重的阵元间耦合，而若按照信号最低频率信号半波长作为阵元间距，则对高频信号出现严重的栅瓣。针对上述问题，提出了虚拟阵技术和LS算法融合的宽带DBF算法，成功抑制了高频信号的栅瓣。研究了EAVA、TAVA两种虚拟阵技术，两种技术不需要侦察信号的先验知识，应用两种快速计算虚拟阵元信号的算法，对于最终得出来的阵元信号选用最小二乘(LS)算法进行宽带聚焦处理，最后波束形成。仿真信号选用S波段(2~4GHz)雷达信号，结果表明在同一真实阵元数情况下，两种算法均能抑制信号栅瓣，并且缩小主瓣宽度，从而提高数字侦察接收机的角度分辨率。     

大间距相控阵天线栅瓣抑制技术研究

适当增加阵元间距有利于降低相控阵天线的成本,但是会带来不期望的栅瓣。文中针对5×5大间距相控阵天线栅瓣抑制技术进行了研究。改进了传统遗传算法,增加了种群的多样性。首先采用改进的遗传算法优化得到局部解,然后运用模式搜索算法优化得到最优解,并对阵列口径及阵元最小间距进行约束。其次,结合实际的工程应用,对阵元位置进行约束,优化出便于生产应用的最佳阵列排布。仿真结果表明,优化后的阵列,最大栅瓣电平得以有效抑制,满足工程应用的要求。     

基于BMP及CMR的抗主瓣干扰算法研究

瓣干扰算法。通过分析阻塞矩阵预处理后数据特征值的变化情况,修正预处理导致的过处理现象,从而重构协方差矩阵,该算法适用于阻塞矩阵预处理导致的自由度损失的情况,能够解决由于预处理导致的主瓣波峰偏移等失真问题,同时算法复杂度较低。该算法最大的优点是当采样快拍包含目标信号时,其抗干扰性能较好,快拍敏感度相比常规的波束保形方法更低,经实测数据验证,结果显示出该算法的优越性。     

一种改进粒子群算法的立体阵列优化方法

利用传统粒子群算法对立体阵列所有臂的阵元分布形式同时进行优化时,不仅耗时,而且易于收敛到局部解。为了解决这个问题,提出了一种改进粒子群算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)。改进算法采用并行计算思想,同时初始化多个粒子群,每个粒子通过优化一个臂(优化臂)的阵元参数达到"降维"的目的,使用线性递减惯性权重,对多个粒子群同时进行预优化,获得中间解。利用中间解构建一个"升维"的新粒子,使用最小惯性权重对新粒子继续优化,满足停止条件后输出。通过对5臂星形立体阵列进行优化设计,发现改进算法不仅耗时短,而且能够得到更优的结果,最后通过6个仿真实验讨论了所设计的阵列的指向特性。     

Reliability analysis of chatter stability for milling process system with uncertainties based on neural network and fourth moment method

A reliability analysis of the milling system with uncertainties is developed in this paper to predict reliable chatter-free machining parameters. The chatter reliability refers to the probability of no chatter for the dynamic milling system. Then a reliability model is established to predict the chatter vibration, in which the dominant modal parameters of the dynamic milling system are defined as random variables. To solve the reliable model with the second-order fourth-moment (SOFM) method, the limiting axial cutting depth is substituted by an explicit expression obtained using a neural network. Therefore, after distributions of the random parameters are experimentally determined, the reliability of the given machining parameters can be computed with the SOFM method. Furthermore, a reliable stability lobe diagram (RSLD) can be plotted to obtain more reliable and accurate stable region instead of the conventional SLD. A case study is performed to validate the feasibility of the proposed method. The reliability of the milling system was calculated with the SOFM method, the first-order second-moment (FOSM) method and the Monte Carlo simulation (MCS) method. The results from the SOFM method and MCS method were found to be more consistent. Moreover, a RSLD with the reliability level 0.99 was compared with a conventional SLD plotted using the mean values of the random parameters. Chatter tests shown that the RSLD with the higher reliability level was more accurate for predicting the chatter-free machining parameters.     

基于方位向互相干因子的建筑物布局成像

针对超宽带MIMO穿墙雷达建筑物布局成像中墙体位置偏移以及稀疏阵列引起的旁瓣和栅瓣问题,利用方位向上距离向轮廓在主瓣周围相似而在旁瓣/栅瓣周围不同的特性,提出一种基于方位向互相干因子加权的建筑物布局成像方法。首先计算方位向互相干因子,加权消除图像的旁瓣/栅瓣;然后结合Hough变换检测墙体位置并计算未知墙体的厚度,分别按墙体位置和墙体厚度划分子图像和补偿时延,获得墙体位置校正后的子图像;最后融合子图像得到最终的建筑物布局成像。仿真实验和实测数据处理结果表明,该方法在抑制旁瓣/栅瓣的同时也校正了墙体位置并实现聚焦成像。     

宽带有源天线阵列设计

宽带有源天线阵列在实现工作频带内无栅瓣扫描时,其辐射单元口径和单元间距在工作频段的低端就会显得过于狭小和紧密,在频率低端阵列增益偏低,有源电路布置空间局促。应用波长比例缩放阵列（WSA）来实现宽带有源天线阵列,阵列是由两种或两种以上不同带宽的天线单元组成的异构阵列,兼顾了高低频段阵列性能,为有源电路布置提供了充裕空间。通过电磁计算,验证了该方法的可行性和高效性。针对WSA阵列的工程应用,提出了一种典型的天线阵列结构、片式收发组件和射频互联电路设计。该设计为超宽带多功能有源相控阵天线的应用提供了一种新的方案。