电磁致热超声系统设计及基于小波阈值去噪方法的信号处理

 本文给出了一个电磁致热超声(EMITA)实验系统,针对实验信号的提取问题,首先研究了实验平台的改进方法,通过置入波导内容器截面的设计,增加微波透过率;对耦合液的选择研究,减小微波脉冲对超声波接收传感器的电磁冲击,从而提高系统在强电磁脉冲下的电磁兼容(EMC)能力;其次为了从低信噪比数据中有效提取EMITA超声信号,研究了应用小波分析方法和阈值去噪重构方法处理实验采集的EMITA信号.     

微波致热超声信号时频特征及其影响因素

微波致热超声成像是一种兼顾了微波和超声成像两方面长处的新型生物医学成像方法。本文首先给出了一个微波致热超声（Microwave-Induced Thermo-Acoustic,MITA）实验系统,然后结合信号理论和MITA机制,讨论微波脉冲激励源和样品尺寸这两方面因素对MITA信号的时域波形和频域分布的影响。由实验数据和理论分析得出MITA信号时域波形强度与入射微波脉冲宽度和样品截面大小成正比;MITA信号的频率分布除了与激励微波脉冲频谱有关外,更主要的特性是其频谱分布中心与样品厚度所确定的超声波本振频率存在对应关系。     

基于改进GA-FFT综合含互耦效应的不等间隔阵列赋形方向图

该文提出了一种虚拟的最小均方有源单元方向图展开方法,将不等间隔阵列的有源方向图展开为一个虚拟的均匀间隔阵列的若干单元辐射的叠加。通过该方法,对包含阵元耦合效应的不等间隔阵列方向图,可以使用快速傅里叶变换进行加速计算。并且,该文将这个方法与遗传算法(GA)相结合,得到一种改进的GA-FFT方法,可以应用于解决含阵元互耦的不均匀间隔阵列的赋形波束综合问题。最后,分别对不等间隔的偶极子阵列平顶方向图及微带阵列的余割平方方向图进行了综合,结果表明所提方法的有效性和优势。     

交叉极化及副瓣约束的任意阵列最优方向性综合

本文根据给定的期望极化方向,定义了扫描波束的期望主极化和交叉极化方向,并进一步给出了主极化方向性系数的定义,它可以更为准确的表征天线集中辐射主极化分量的程度.在没有副瓣约束和交叉极化约束的条件下,给出了任意阵列主极化方向性系数最优解的解析表达式.并且,在含副瓣约束、零陷约束以及交叉极化约束的条件下,我们发展了一种基于凸优化的高效数值综合方法,实现多约束条件下的主极化方向性系数的优化.数值阵列综合结果表明了本文所提出的最优主极化方向性系数解析解的正确性,以及这种可以综合考虑副瓣约束、零陷约束和交叉极化约束的数值方向性优化方法的有效性.     

部分极化条件下的极化对比度增强优化的快速方法

介绍了一种包含完全极化情形和部分极化情形在内的通用信号杂波噪声比(SCNR)模型。基于该模型,提出了一种适用于收发极化状态受约束的极化对比度增强优化(OPCE)的快速方法。该方法证明OPCE问题等价于某类线性代价函数的极值问题,且该类线性代价函数的极值问题的求解比OPCE问题的求解容易。从而构建了快速解决OPCE问题的方法。理论分析和数值实验验证了该方法的可靠性和高效性,与基于三步法的全局搜索方法(GSM)相比,该方法仅需要5%的计算时间。