基于迭代二次优化算法的低截获波形序列设计

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收机特点,从能量的时频分布的角度将波形设计技术应用到无源对抗领域。首先,建立STFT宽带数字侦察接收机检测低截获模型,利用2次优化模型,将低截获问题转变为恒包络序列迭代优化问题;然后,为了获得较好的自相关性能,利用辅助标量,将优化模型转化为2次和形式,结合迭代算法得到了所提低截获波形序列;最后,讨论了计算复杂度。从仿真结果上看,所提序列比常见相位编码信号在相同的接收信噪比下具有更优的低截获能力,另外,引入Pareto权对所提序列的自相关特性进行控制,有效地提高了设计灵活性。

基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样转发干扰的部分匹配特性,该文在匹配滤波过程中引入了扩展域,即波形域,以研究干扰信号与真实目标回波信号元素的局部特征,并在每个波形域上定义了自适应的阈值函数。其次,引入卡尔曼滤波对波形域信号进行状态估计,通过自适应阈值检测筛选出波形域信号中的有效积分元素与无效积分元素,并建立关于有效积分元素的估计状态空间。最后,在抑制波形域信号中的无效积分元素的同时,从有效积分元素的估计状态空间中补充相应长度的积分元素,保留剩余的有效积分元素,通过积分得到不含虚假目标的距离像结果。该文所提方法不倚赖于任何干扰机参数等先验信息,即可有效抑制间歇采样转发干扰。仿真实验表明,与传统方法相比,该文方法实现的抗间歇采样转发干扰性能更优。

石墨烯基聚合物复合涂层及湿法涂覆在金属双极板领域的应用进展

简单介绍真空气相沉积制备双极板涂层的优缺点;提出石墨烯作为理想防腐填料应用于双极板涂层的可能性;指出石墨烯基聚合物复合涂层的分散性难题及解决方案;详细综述了几种湿法涂覆石墨烯衍生物或二维纳米材料聚合物复合涂层的制备方法,以及各自涂层形貌、导电性、耐蚀性上的特点;最后展望了现阶段的石墨烯基聚合物复合涂层的缺陷以及改进方向。

利用电磁频谱手段探测和干扰无人机的难点问题

随着无人机技术的迅速发展和广泛应用,无人机逐渐成为战场和要地防御上越来越重要的威胁之一。利用电磁频谱探测无人机下行链路信号存在无人机通信信号特征建库难、采用4G/5G网络通信的无人机难以识别、微弱无人机信号淹没于城市/战场复杂电磁环境中、采用自主控制不发射测控/图传信号的无人机无法探测等问题。利用电磁频谱手段对无人机进行定位时,分析和对比常用的多站测向交叉和时差定位体制,认为采用时差定位系统可以取得较好的定位精度。最后指出在无人机反制干扰中,可使用电磁压制干扰、卫星导航诱骗、协议破解操控多种技术手段,并分析其运用时面临的难题。

冷冻靶系统中半腔式与全腔式TMP的温控特性数值研究

在惯性约束核聚变实验中,为了保证良好的温控效果,TMP套筒上的温度分布需要良好地映射至金腔表面。本文分别对半腔式和全腔式TMP进行数值仿真,研究了氦气压力、凸环宽度和加热带功率等因素对TMP温控效果的影响。结果表明:在相同热边界载荷下,相比于全腔式TMP,半腔式TMP可以实现更大的温度调控范围,具有更好的温控效果;增加腔内氦气压力在一定程度上可以改善TMP的温控效果,但改善程度很小;增设凸环可以明显改善TMP温控效果,且随着凸环宽度的增大,TMP的温控效果随之增强;随着加热带功率的增大,半腔式和全腔式TMP内的金腔内表面最大温差的增速分别为0.38、0.25 K/W,表明半腔式TMP对加热带功率变化更加敏感,具有更好的温控效果。

路面水膜厚度影响因素与预估模型分析

为解析路面水膜厚度的影响因素并快速预估出水膜厚度,从多个水膜厚度预估方程出发,分析了不同路面和降雨因素对路面水膜厚度的影响,并遴选出了影响路面水膜厚度的关键性因素;基于收集的321组室内、外水膜厚度实测试验数据,分别建立了基于BP神经网络和回归方程的水膜厚度预估模型,并对比分析了2种模型的预测效果。研究结果表明:水膜厚度与路面构造深度、路面排水长度、纵坡坡度和降雨强度均存在关系,当不同影响因素的数值较小时,对水膜厚度的影响均较大,而数值继续增大时,影响因素与水膜厚度几乎呈线性关系;BP神经网络模型对水膜厚度的预测精度高于回归方程的预测精度,当BP神经网络模型中隐含层的神经元数为7个时,预测效果最佳,预测值与实测值间的决定系数R2为0.972。该研究成果可为提高行车安全提供一定的前期支撑。

BVDV SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法与RT-PCR方法的建立与应用

利用SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法和RT-PCR方法建立2种有效地实验室检测牛病毒性腹泻病毒的方法。根据Gen Bank中登录的牛病毒性腹泻病毒基因序列,选取14株BVDVⅠ型和7株BVDVⅡ型,经序列比对后,设计合成1对特异性引物,建立了检测BVDV的RT-PCR方法和SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法。通过对RT-PCR方法和SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法的特异性、灵敏性和重复性进行检测。结果显示,该方法可从BVDV标准毒株Oregon C24V中扩增出250 bp的特异性片段,对牛细小病毒、牛副流感病毒、牛腺病毒、呼肠孤病毒的扩增结果均为阴性,对BVDV C24V株、GSTZ株、Av69株、S183株和BVDVⅡ型扩增结果为阳性。经对标准毒株的细胞毒进行检测,RT-PCR的灵敏性为10-1TCID_(50)/mL,SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法的灵敏性为3.4×102copies/μL。应用2种方法对临床血清样本进行检测,结果比病毒分离方法更为敏感,操作简便。表明建立的RT-PCR方法和SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法具有特异、灵敏、高效、快速的特点,可用于BVDV的流行病学监测、实验室检测以及诊断。

小反刍兽疫病毒实时荧光定量PCR检测方法的建立

为了建立一种快速检测小反刍兽疫病毒的方法。根据Gen Bank中公布的PPRV Nigeria75/1株H基因序列设计2对引物,PCR扩增出1 830 bpH基因,构建标准质粒p MD-18-H。以标准质粒优化反应条件,建立了小反刍兽疫病毒H基因SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测方法。最优反应体系25μL:2×SYBR qPCR Mix 12. 5μL,模板DNA 1μL,特异引物各0. 2μL(0. 2μmol/L),DEPC H2O 10. 5μL;最佳反应条件:94℃2 min; 94℃5 s,57℃30 s,40个循环,Ct值与标准质粒模板浓度在3. 28×104～3. 28×10-2copies/μL 7个浓度梯度呈良好线性关系y=-2. 913x+36. 904,斜率为-2. 913,扩增效率120. 5%,相关系数R2=0. 994。建立的实时荧光定量PCR检测方法比普通PCR灵敏度高10 000倍,稳定性好,特异性强,对PPRV的准确诊断和定量检测具有重要意义。

靶丸位置对冷冻靶物理场的影响规律研究

针对冷冻靶丸装配工艺误差导致靶丸表面温度特性变化的问题,建立带充气管的三维模型,基于Boussinesq假设和离散坐标辐射模型,采用数值模拟方法,研究了靶丸及充气管在竖直和水平方向进行偏移时靶丸表面温度分布的变化,并分析比较了充气管、辅助加热及辐射对靶丸偏移敏感性的影响。结果表明:充气管对靶丸表面温度均匀性影响显著,相较于无充气管结构,具有单充气管和对侧双充气管的靶丸其外表面最大温差分别增大78.9%、76.7%;对于具有充气管结构的靶丸,存在使均匀性改善的最佳偏移工况;单充气管结构靶丸竖直向上适当偏移时,靶丸表面温度均匀性更好,最佳偏移距离为5μm,且单充气管结构在水平方向容许向左112μm的偏移;随着加热功率增大,竖直方向最佳偏移距离基本不变,但靶丸对水平方向装配工艺误差的容忍度增大;封口膜透射率越大,靶丸位置偏移越敏感,相同偏移距离下靶丸表面最大温差越大。

低温接触热导对冷冻靶温度场的影响规律

通过理论推导得出低温条件下不同接触方式的接触热导计算模型,与已有的实验结果对比分析,发现该计算模型具有较高的计算精度,并将该计算模型应用至惯性约束冷冻靶数值模拟计算中,结果表明:硅/铝合金接触热导的值随着装配条件、接触面的接触压力和表面粗糙度等因素改变而发生较大变化,在接触压力为0.2MPa,表面粗糙度为0.1μm工况下,其接触热导值在6.7-56 kW·m^2/K;控制硅冷却臂与TMP结构冷环接触面间的的接触热导大于10kW·m^2/K,能够使靶丸外表面的温度分布均匀性、黑腔系统的换热能力与接触热导无穷大的理想状态偏差小于16%,对于胶Stycast 1266,为满足该条件,所允许的名义胶层厚度约为3μm。在实际工程中,利用接触热导预测公式可以反向推导硅冷却臂卡爪与TMP冷环间所需的压紧力控制范围,尽可能削弱接触热阻的影响。

基于生成对抗网络的信号调制方式的开集识别

为解决信号调制方式的开集识别问题,基于生成对抗网络提出了一种适用于一维信号数据的重构判别网络模型,该模型由重构网络和判别网络组成,分别用来重构和判别输入信号。两个网络在相互对抗的训练过程中,对已知调制方式信号的数据分布形式充分学习,使得重构后的输出不仅能够呈现已知调制方式信号更多有用的信息,而且能够扰乱未知调制方式的信号,从而增强判别网络对输入信号调制方式的判别能力。仿真结果表明,该模型能够实现信号调制方式的开集识别,而且在信噪比大于0dB时,对已知调制方式和未知调制方式信号的识别率均大于93%。

信号直接定位技术综述

通过被动接收辐射源信号并确定其位置的无源定位技术,在电子侦察、搜索救援等领域具有重要价值。传统测向交叉、时差、频差等无源定位技术通常需要两步实现辐射源的定位,第1步通过截获的信号采样估计与辐射源位置有关的定位参数,第2步利用这些定位参数求解辐射源的位置,这种处理方式带来了信息量损失、定位参数关联困难、系统灵敏度需求高等问题。近十几年来,兴起了一种无需估计定位参数,而是直接处理原始采样信号获得辐射源位置估计的直接定位(DPD)技术,其具有适应低信噪比、无需参数关联、鲁棒性强等优势。在对已有直接定位技术进行全面总结基础上,该文归纳了基于不同信息类型的典型直接定位技术、特殊信号直接定位技术、高分辨率高精度直接定位技术、直接定位快速算法以及直接定位模型误差校正技术等已有成果,并对直接定位未来发展方向进行展望。

PEDV N蛋白的原核表达纯化及B细胞抗原表位预测分析

本研究旨在对猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)N基因进行克隆构建、表达与其B细胞抗原表位性质的预测。将PEDV的N基因进行PCR扩增,克隆到原核表达载体pET-28a(+)中,经酶切验证获得阳性克隆,将阳性克隆在表达菌E.coli BL21(DE3)中表达。通过对表达条件及纯化条件的优化,获得高纯度表达蛋白。利用生物信息同源模型化软件Swiss-Pdb Viewer建立PEDV-N蛋白的3D结构,并根据生物信息学软件DNA-Star预测PEDV-N蛋白的二级结构、抗原性、亲水性和表面可及性分析,综合分析预测其B细胞抗原表位。经预测PEDV-N蛋白氨基酸序列中存在13个B细胞优势抗原表位区域。研究结果将进一步为PEDV-N蛋白体外表达产物的应用及研制基因工程疫苗提供理论基础。

Fe/C微电解-Fenton法预处理锂电池阴极生产废水

采用Fe/C微电解-Fenton法对锂电池阴极材料生产中产生的高浓度废水进行预处理实验。通过正交和单因素实验,结合GC-MS分析,确定各参数的最佳反应条件值。实验结果表明,控制铁碳比为3∶1,铁屑投加量为150 g/L,p H=3,反应时间为60 min时,运用Fe/C微电解可以对锂电池阴极生产废水COD的去除率达到46%左右;以Fe/C微电解出水为基础,调节进水p H=3、H2O2(30%)投加量为2 m L/L、反应时间为60 min时,在室温下对原水COD的去除率为71%左右。B/C也由0.11提高到0.45,废水的可生化性大大提高。同时通过GC-MS进一步验证,确定Fe/C微电解-Fenton组合工艺对NMP(N-甲基吡咯烷酮)具有较好的降解作用。

辐射条件下冷冻靶靶丸表面及充气管温度特性数值研究

在惯性约束核聚变冰层均化实验阶段,观测到充气管内冰晶无法保持,从而不能堵管,靶丸直接与高温氘气源连接,无法继续实验。为解决难以堵管的问题,本文建立了三维冷冻靶系统计算模型,研究了辐射条件下屏蔽罩温度、封口膜透射率及铝套筒表面发射率等因素对冷冻靶靶丸表面及充气管沿程温度特性的影响规律。结果表明:改变封口膜透射率能有效降低靶丸与充气管连接处的温度,在本文讨论的边界条件下,封口膜透射率大于0.025时靶丸与充气管连接处温度相对较低,晶核可维持,充气管能被堵管;而改变屏蔽罩温度及铝套筒表面发射率等做法对靶丸与充气管连接处的温度降低作用不明显,充气管无法被堵管。

冷冻靶屏蔽罩温度扰动动态特性分析

针对屏蔽罩温度波动导致冷冻靶燃料冰层均匀性降低的问题,基于用户自定义函数和离散坐标辐射模型,研究了辐射环境变化时黑腔冷冻靶系统的温度场动态特性,得到套筒吸收率和封口膜透射率等参数对靶丸表面温度场稳定性、均匀性的影响规律。结果表明:屏蔽罩温度波动有两条传播路径,路径一为屏蔽罩封口膜靶丸,路径二为屏蔽罩套筒金腔氦气腔靶丸;典型工况下屏蔽罩振幅10 K的温度波动到靶丸外壁时衰减为0.85 mK,黑腔系统各表面温度振幅由大到小为靶丸外壁、套筒外壁、套筒内壁、金腔内壁;当封口膜透射率较小时减小套筒吸收率,或封口膜透射率较大时增大套筒吸收率,或减小封口膜透射率,均可显著提高靶丸表面温度场稳定性和均匀性。

响应面优化香蒲生物炭促进反硝化影响因素

表面具有醌基官能团的生物炭能促进生物反硝化过程,其促进效率易受到生物炭制备条件和反硝化工艺参数的影响,优化该过程的影响因素对提高污水处理系统中的脱氮效率有重要意义。该文采用响应面模型对香蒲生物炭促进厌氧污泥反硝化过程的影响因素进行优化,得到最优促进反硝化的条件为:生物炭热解温度269℃、热解时间4.36 h、反硝化过程碳氮比8.81。通过验证实验得到该条件下硝酸盐的实际去除速率为1.83 mg/(L·h),模拟预测值为1.86 mg/(L·h),二者偏差为1.6%,拟合结果较好。对生物炭的红外光谱表征结果显示:优化条件下的生物炭材料表面具有最丰富的醌基官能团,表明醌基耦合的电子传递过程是生物炭促进微生物反硝化的重要原因。

基于ZFFT的低信噪比无人机信号载频估计方法

针对远距离探测民用微型无人机信号时的低信噪比条件下高精度载波频率估计问题,提出基于Zoom-FFT(ZFFT)和二次插值(或Rife算法)的快速、精确估计改进算法。算法先利用FFT粗估信号频率,然后利用ZFFT算法对频谱细化,通过简化数字滤波器,采用积分求和的方式滤波,并与数据抽取相结合,同时实现滤波与抽取。最后,利用二次插值法(或Rife算法)对载频估计值作进一步修正。仿真结果表明,所提算法在低信噪比条件下估计精度和运算效率均有明显优势。

基于人工欠曝光融合和白平衡技术的水下图像增强算法

获得清晰准确的水下图像是人类探索水下世界的重要前置条件。然而与平常图像相比,水下图像往往具有对比度低、细节保留不足及颜色失真等问题,这导致其视觉效果不佳。针对上述问题,提出了基于人工欠曝光融合和白平衡技术(AUF+WB)的水下图像增强算法。首先,利用调节伽马值的方式对原始水下图像进行操作,从而生成5幅相应的欠曝光图像;然后,以对比度、饱和度及良好曝光度作为融合权重,并结合多尺度融合来生成融合图像;最后,将各类颜色通道补偿后的图像分别结合灰色世界假设白平衡生成相应的白平衡图像,再利用水下彩色图像质量评价指标(UCIQE)及水下图像质量评价标准(UIQM)对得到的白平衡图像进行评价。通过选取不同类型的水下图像作为实验样本,将AUF+WB算法与现存先进的水下图像去雾算法进行比较,结果表明AUF+WB算法在图像质量定性、定量两方面分析中和对比算法相比均有更好的表现。所提出的AUF+WB算法可矫正水下图像的颜色失真,并增强其对比度、恢复其细节,有效提升了水下图像的视觉质量。

大气折射对TDOA三维定位误差影响分析及修正方法

由于大气的不均匀性使得电波在传播过程中发生折射,电波传播速度变慢,传播路径发生弯曲,若不考虑其影响,将导致利用测量多站到达时间差进行辐射源定位产生较大误差。分析了大气折射对多站时差测量值的影响,对多站时差定位误差的影响及误差迭代修正算法的迭代原理、使用条件及迭代初始值的选择。针对远距离、低仰角场景下初始定位点无法进行迭代的情况,提出了基于网格搜索然后再进行迭代的时差定位大气折射误差修正算法,通过仿真分析验证了该修正算法的有效性。