声表面波室内定位系统与算法研究

鉴于声表面波技术的无源优势,搭建了由声表面波标签和阅读器构成的室内定位系统,在测量标签回波信号强度时,可有效减小多径效应的影响。设计了以三边定位为基础的定位算法,包括测距、选星、位置估计3个阶段,分析了3个定位圆之间位置关系可能出现的全部情况,并有针对性地进行自适应修正。仿真测试结果验证了定位算法的定位误差小于根心法和加权质心法。系统测试结果表明,定位系统可实现2 m×2 m的定位,平均定位误差为31.84 cm。室内定位系统和算法以较少的锚节点实现了较小的室内定位误差。     

基于声表面波技术的室内定位系统

针对现有采用接收信号强度RSSI原理的室内定位系统存在的问题,鉴于声表面波技术的无源、受多径效应影响小等优势,搭建了由声表面波定位标签和阅读器构成的室内定位系统.阅读器分时读取3个阅读器天线接收到的定位标签回波信号,与常规的室内定位硬件系统采用3个信号接收机相比,大幅度降低了成本.标定了系统的信号强度与距离之间的关系,采用基于RSSI原理的三边定位算法测试了系统的定位性能,其有效定位范围为1.6 m×1.6 m,定位精度为13 cm.     

基于超声导波的CFRP板结冰探测系统

针对航空复合材料的结冰探测,该文提出了基于超声导波技术的解决方案,采用转移矩阵法建立了层状结构波导模型,绘制了相速度和群速度频散曲线,分析了超声导波在碳纤维增强复合材料板中的传播特性。在此基础上,基于现场可编程逻辑门阵列设计了由信号源和接收机组成的硬件电路,结合恒温箱搭建了结冰探测系统及其实验环境。通过测量回波信号波包相对时延的方式,验证了超声导波结冰探测方案的可行性,为飞机结冰探测领域提供了新思路。     

覆冰CFRP板中水平剪切波的传播特性

针对超声导波技术在飞机结冰探测中的应用前景,结合航空复合材料的发展趋势,着重研究了水平剪切波在覆冰碳纤维增强复合材料板中的传播特性。提出了由独立工程常数获取材料刚度矩阵的方法,采用转移矩阵法建立了层状结构波导模型,克服了传统全局矩阵法求解过程复杂耗时的缺点。绘制了多种不同状态下的水平剪切波频散曲线,通过对比其差异,总结了有无冰层、冰层厚度和冰层类型对水平剪切波传播特性的影响及其规律,为结冰探测研究提供了理论基础。