用于能量收集的低功率宽带宽输入整流器

本文提出了一种具有宽动态输入功率范围的宽带整流器,主要用于低输入功率条件。提出的整流器利用肖特基二极管的单向导电性和并联型电路拓扑结构进行整流。在提出的结构中,采用了由两级微带线和匹配电感组成的宽带阻抗匹配网络,以减少失配损耗,并在工作范围内实现高射频到直流的功率转换效率(PCE)。其中匹配电感是为了抵消二极管的电容。提出的整流器被设计、优化、仿真、制造和测试。测试结果与仿真结果非常吻合。在输入功率范围为-1~10 dBm,带宽为1.8~2.8 GHz(相对带宽为43.4%)的情况下,PCE大于50%。此外,在输入功率为10 dBm时,PCE峰值为76.4%。与以前的类似工作相比,本文提出的整流器工作于最低的功率水平,使其在射频能量收集的发展中具有重要的应用前景。

传输特性动态可切换的人工表面等离激元传输线设计

设计了一种传输特性电控可调的人工表面等离激元传输线。通过介质块等效模型分析了SSPP单元结构在二极管通断状态下的色散曲线,并分析了不同单元结构参数对色散特性的影响。在此基础上,对SSPP传输线进行了设计、仿真与实测,并观察了频点处的场分布图。仿真与实测结果表明:通过同步控制PIN二极管的通断状态可实现传输线在带通与带阻传输特性之间的动态切换。其中,二极管导通状态下为带通传输特性,实测反射率低于-10 dB的通带范围为2.67~9.47 GHz。二极管截止状态下为带阻传输特性,实测带外抑制优于-20 dB的阻带范围为4.04~5.54 GHz,实测结果与仿真结果吻合情况良好。文中所做工作对于SSPPs的动态传输调控具有重大意义,也将极大地促进有源SSPP电路与器件的发展。

相控震源对地震信号信噪比的改善研究

当测区噪声很强，采用组合震源工作仍然不能满足信噪比要求时，为进一步提高地震勘探信噪比，引入能形成定向地震波的相控震源．针对水平层状介质模型，对组合震源、相控震源地震进行了数值模拟，并定量计算了采用4，8，15，20单元的组合与相控震源地震数据的信噪比，同组合地震相比，相控地震使来自不同反射层的反射波信号的信噪比平均提高了1．54-9．90dB．结果表明，相控震源地震得到的反射波信号信噪比高于组合地震，并且随着激震器数目增加，相控震源合成地震记录中的反射波地震数据信噪比明显提高．

相控震源定向地震波信号分析

应用可控震源地震勘探,当环境噪声很强,采用组合震源工作仍不能满足信噪比要求时,引入能形成定向地震波的相控震源.由相控震源定向照明地震理论分析,主波束方向上3单元相控震源产生的反射地震波信号信噪比比单震源高6.53～9.54dB,比组合震源高1.76～4.77dB.为研究相控地震实际效果,在同一测区进行了三种震源地震对比实验.由单炮地震记录和水平叠加时间剖面可知,相控震源反射波信号信噪比明显高于单震源情况,略高于组合震源情况.进一步对反射波信号功率谱特性做定量分析,得到如下结果:与单震源情况相比,相控震源使各道反射波信号信噪比提高了0.75～8.15dB,平均提高3.65dB;与组合震源情况相比,各道信噪比提高了0.93～3.17dB,平均提高2.02dB,实验结果与理论分析吻合.综上所述可知,基于相控震源的定向照明地震技术是可行的,可以有效提高地震信号的信噪比.

基于接收阵列的时域地震波束形成方法

地震勘探中,针对目的层地震数据信噪比较低情况,为改善信噪比,本文提出一种基于接收阵列的时域地震波束形成方法(TSBBRA).该方法的理论依据是波束形成原理,文中通过对相控震源激发定向地震波场的分析,提出在反射地震勘探中,在信号接收端同样能生成定向地震波的思路.具体地,论文给出在地震数据集上先对单炮记录分组,再对组内记录时域内延时、叠加,生成对应定向地震波场的地震记录的方法.TSBBRA方法适于杂波干扰强,且杂波与目的层反射波方向不一致的地震条件.本文先通过波场模拟,展示了TSBBRA方法具有形成定向地震波场的能力;而后通过对比相控震源与TSBBBRA时间剖面,说明了TSBBRA方法的有效性;最后在吉林某油页岩矿区,用TSBBRA方法,分别针对浅层目标与深层目标,生成定向地震波数据.与原始数据相比,目标层信噪比提高了3～35dB,在时间剖面上观测到的深部目标信号从200ms扩展到1000ms,TSBBRA剖面资料与测区附近区域的地质与地震资料一致.由此得出结论,TSBBRA方法有助于改善目的层地震资料信噪比,当关注深部目的层时,由于TSBBRA方法能有效压制噪声,因此可用于能够实现更大的勘探深度.实验中,我们给出了浅层勘探结果,由于本方法对震源及观测系统没有限制,实际应用中TSBBRA方法可作为深部资源勘探领域提高深部地震资料信噪比的有效方法.

相控震源对水平层状地下介质的高信噪比检测

为提高可控震源地震勘探数据的信噪比,采用能够产生定向地震波的相控震源,针对水平层状地下介质模型,给出了不同信噪比条件下的单震源、相控震源信号检测结果。使用单震源时不能分辨的目标层反射波信号,在相控震源地震记录中清晰可见；通过定量计算,用12单元的相控震源地震与单震源情况相比,反射波信噪比平均提高了19．25 dB；与12单元的组合震源地震相比,反射波信噪比平均提高了8．46 dB。可见,相控震源应用于水平层状地下目标体的高信噪比探测是可行的。

延时参数对地震信号信噪比的改善

当测区噪声很强,采用组合震源工作仍然不能得到高质量地震数据,为进一步提高地震信号的信噪比,引入能形成定向地震波的相控震源.相控震源产生的地震波方向可由延时参数控制,因此延时参数是影响相控地震效果的重要参数.理论分析表明,定向地震波技术可提高反射波信号信噪比,以含3个激震器的相控震源为例,信噪比可提高6.53～9.54 dB.针对延时参数分别为0,0.802,0.384,0.241,0.1 74,0.123 ms的情况,完成了野外地震实验.根据原始地震记录,得到了反射波信号功率谱,在此基础上定量地计算了不同延时参数下目标层反射信号的信噪比.结果表明,与单震源情况相比,在6种延时参数下,反射波信噪比分别提高了3.3150,8.0150,6.0547,5.0278,4.5383,4.0364 dB;与组合震源情况相比,信噪比分别提高了0,4.7000,2.7397,1.7128,1.2233,0.7214 dB.综合理论分析及野外实验结果,我们可以得到这样的结论:定向地震波技术能够提高反射波信号信噪比,延时参数变化对信噪比有很大影响,采用合理的延时参数能得到更高的信噪比.

辽西兴城地区深反射地震剖面初步研究

为了分析和研究辽西兴城地区深部地下结构,深部探测与实验研究专项SinoProbe在辽西进行了深反射地震实验研究.本文报告了在辽西东部进行的一次二维近垂直深反射地震实验结果,测线西起葫芦岛市西老爷庙村,东至兴城市区外首山附近的郭家店,方向约为北偏西33°,剖面全长21.93 km.在共中心点叠加剖面发现了5个主要反射波组,分别出现在双程走时6 s,6.5 s,7.5 s,8 s,10.4 s左右.论文对主要反射波组地球物理特征进行了描述、分析,并结合邻区深部地震资料研究成果,得出三点认识:一是研究区域地壳可分为上、下两层结构,上地壳内无明显反射层位,下地壳呈现"凹陷"特征;二是观测到来自莫霍面反射信号(10.4 s TWT),对应莫霍面深度约为30 km左右(速度按地壳平均速度6 km/s折算),莫霍面西深东浅,东部较西部约抬升600 m;三是本区域莫霍面可能由一组横向速度、厚度不一致的多个薄层构成.

基于VTK和QT的层状地质体三维建模及可视化研究

地质体三维可视化是科学计算可视化研究领域的重要分支。如何把地下无法透视的构造信息,进行三维可视化,一直是地学领域的热点和难点之一。基于此,针对层状地质体的结构特征和三维建模方法进行了研究,在此基础上运用开源可视化工具包(VTK)和应用程序开发框架QT,完成对层状地质体的三维建模及可视化。最后结合兴城深部探测野外示范与实验基地的实际地震勘探数据,实现了对该区域的地质模型构建及立体展示。实践表明,使用VTK和QT作为层状地质体三维可视化的开发工具是可行的,完成了该区域6个地层地质体三维建模以及结合地震数据的综合三维可视化。

基于PCA最优阶数的并行震源工频噪声压制

地震勘探中并行震源地震数据中的工频噪声普遍存在,其强度一般弱于浅层强反射,但明显淹没中浅层弱反射信号及深部信号,造成勘探深度受限。目前已有的工频噪声压制方法很少考虑工频频率不稳定以及信号频率和工频噪声频率部分重叠的特征,因此压噪效果不理想、方法适用性受限。针对具体的工频噪声在并行震源地震勘探数据中的实际特征提出了一种基于主成分分析（PCA）最优阶数的并行震源工频噪声压制方法。首先对含工频干扰的各道信号构建Hankel矩阵,通过线性映射得到各个主成分;然后分别根据信噪比、信号失真度和噪声抑制率3个准则得出Hankel矩阵中每个工频频率对应两个低阶主成分这一规律,将反映工频信息的主成分置零得到重构矩阵;最后基于重构矩阵得到压噪后的并行震源地震信号。仿真信号压噪结果表明,PCA最优阶数技术压噪后信噪比提高了27.6 d B,最后通过实测数据结果进一步论证了所提方法的有效性和优越性。

地震信号去噪的小波方法研究

简要介绍了小波去噪的基本理论和基本方法 ,说明了模极大值法和阈值法的具体原理 ,具体包括函数的奇异性及其检测方法 ,去噪模型的建立 ,并采用模极大值法和阈值法两种方法对仿真地震信号进行了计算机仿真去噪计算 .仿真结果表明模极大值法和阈值法都能有较理想的结果 ,且不需要信号的先验信息 ,都能在获得较高的信噪比增益的同时还保持了较高的时间分辨率 ;这两种方法的不足之处在于对奇异性差别不大的信号与噪声进行处理时 。

舰船电子抗电磁损伤效应评估模型研究

为建立较完整的舰船电子抗电磁损伤效应评估指标体系,基于电磁环境特征对舰船电子系统进行概率统计分析,指出通信、雷达两重要舰载电子系统抗电磁损伤决定性因素和影响舰船电子设备抗电磁损伤能力因子,以及各因子在多评判等级中的隶属度计算方法。结合层次分析法理论对综合模糊效应评判方法进行改进,引入电子系统设计因子和抗电磁干扰因子,并分别构造抗电磁损伤能力指标集,进而初步建立包含电磁损伤概率的舰船电子系统综合抗电磁损伤效应评估模型。

采用伪随机码扩频信号的陆基无线电导航系统

讨论了在开发和应用卫星导航系统的同时,大力发展陆基无线电导航系统的重要性.为实现海上舰船的远距离、高精度被动定位,必须正确选择工作频率.探讨了几个典型距离上的工作频率与海上电波传播衰减特性以及与大气噪声特性的关系,明确了应用伪随机码扩频技术是提高目前广泛使用的Loran C无线电导航系统性能的有效技术途径之一.

相控震源与组合震源地震信号检测结果对比

为提高可控震源地震信号的信噪比,将雷达系统的相控阵技术应用于可控震源地震,通过控制相邻震源的相位差恒定,使地震波能量集中,产生定向地震波束,加强有用信号的强度,从而提高了地震信号的信噪比.在给定条件下,与单震源地震和组合震源地震相比,相控地震的信噪比最高.因此,将相控技术应用于可控震源是可行的.

左手材料在武器装备系统中的应用

论述了左手材料的奇异电磁特性以及各奇异电磁特性的潜在应用,分析了目前LHM在武器装备系统中的典型应用及其目前的发展现状,并对典型应用中的具体实例进行了详细分析,指出了左手材料在未来武器装备系统中的发展潜力及其重要意义。

基于奇异值分解的角度域地震波束形成方法

基于接收阵列的时域地震波束形成方法在处理低信噪比地震记录时,因叠加记录数量过大,导致有效波束宽度不能覆盖全部接收排列,波束宽度外的信号产生畸变。而且,当地震记录中相干噪声和随机噪声很强时,该方法压制噪声不均匀,降噪效果不佳。为此,针对相干噪声和随机噪声强、目标信号弱的地震记录,提出了一种基于奇异值分解的角度域地震波束形成方法。该方法根据地震记录中噪声与信号之间的相干性差异,利用角度域地震波束形成方法增强整个反射信号的能量和相干性,利用奇异值分解方法压制相干噪声和随机噪声,从降噪和增强有效信号的双重处理上,较大程度地提高地震记录的信噪比。仿真实验和实测信号分析结果表明,该方法不仅能增强有效信号,还能进一步压制记录中相干噪声和随机噪声,明显提高了地震记录的信噪比。

复杂地表条件下的电磁式可控震源广义预测控制方法

作为一种浅层高分辨率可控震源,电磁式可控震源在浅层地震勘探中受到了广泛的重视。电磁式可控震源激发信号质量总是受到地表条件影响,在地形平坦,并且震源基板与大地耦合条件良好的情况下,电磁式可控震源能够取得良好的勘探效果。而在地形起伏,基板与大地耦合较差的复杂地表条件下,当前可控震源控制系统激发信号存在比较严重的畸变,控制精度严重下降,地震勘探误差变大。为此研究适于复杂地表条件的可控震源高精度控制系统具有重要意义。将可控震源与大地看成一个系统,耦合条件不同意味着系统模型是变化的,因此控制系统应采用与模型无关的控制算法才能适应变化的地表条件。针对上述问题,在分析电磁式可控震源输出信号畸变特性,以及产生畸变原因的基础上,探讨电磁式可控震源激发信号估计的方法,研究利用广义预测控制方法与相位预补偿、零相位滤波方法相结合实现对可控震源激发信号相位、幅度畸变的控制。经仿真实验,广义预测控制后电磁式可控震源激发信号相位最大偏差由125°减小到3°,最大幅度畸变由133%减小到4%,在3 000 m/s速度模型下,由震源激发信号畸变导致的定位误差从1.5 m减小到小于0.2 m,提高了复杂地表条件下电磁式可控震源地震勘探精度,实现了复杂地表条件下可控震源激发信号高精度控制。

一种超宽带脉冲的设计新方法

以最大限度地接近FCC(联邦通信委员会)辐射掩蔽要求为目标,以具有不同波形形成因子、不同阶次的高斯脉冲导函数为基函数、利用遗传算法来优化权重系数向量,提出基于遗传算法优化权向量的高斯导函数线性组合的超宽带(ultra-wideband,UWB)脉冲设计.以FCC对UWB系统室内辐射功率的限制进行实验,结果表明,与二阶高斯微分脉冲、随机组合脉冲相比,基于遗传算法的组合脉冲能够较好地满足FCC制定的室内辐射掩蔽标准,同时减小了误码率.

伪随机序列在雷达信号设计中的应用

介绍了伪随机序列的基本知识以及该理论在扩谱雷达波形设计中的典型应用。提出了扩谱雷达发射信号设计的一般原则和方法 ,并给出了典型波形信号的设计应用实例。

基于DSP的新型汉字NAVTEX系统接收机的设计

介绍了NAVTEX接收机的工作原理与信号特点,提出采用软件无线电技术和DSP技术进行NAVTEX接收机的设计思路,所设计的接收机采用数字滤波解调与自检等技术,在系统功能方面具有参数调整方便与易升级的特点。