A COMBINED FULL-WAVE BCG-FFT METHOD FOR RADIATION OF MICROSTRIP ANTENNA ARRAYS

A method of combining BiConjugate Gradient(BCG) with Fast Fourier Transform(FFT) to analyze the radiation of microstrip antenna arrays is presented, where the spatially discrete BCG-FFT for analyzing microstrip structure is used and the del operators on Green's functions are transferred from the singular kernel to the expansion and testing functions. The resultant equations are solved by using BCG method in which the matrix-vector product is evaluated efficiently with FFT. The calculated patterns are in good agreement with the measured data.

Blackman-Nuttall窗FFT序列重构四谱线插值介损角测量方法

采用快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时会产生频谱泄露和栅栏效应,影响介质损耗角的测量精度。为提高介质损耗角的测量精度,该文提出并建立一种基于Blackman-Nuttall窗FFT序列重构的四谱线插值介损角测量方法,对采样信号加Blackman-Nuttall窗进行FFT获得离散频谱序列,通过五点变换重构离散频谱序列,然后对重构后的序列进行四谱线插值修正得到电压和电流信号的基波相位,最后由两者的基波相位得到介质损耗角。通过在频率变化、采样点数变化、初始相位变化、直流分量变化、谐波分量变化和不同信噪比的噪声下仿真实验,表明该方法具有较高的介质损耗角测量精度。在与已用加窗傅里叶变换法相比,该方法运算量小、测量精度高,适用于对介质损耗角的精确测量。

Precorrected-FFT method for EM scattering from composite metallic-dielectric objects

The volume-surface integral equation(VSIE) ,the surface integral equation(SIE) and the volume integral equation(VIE) of EM scattering problem are converted into linear equations with the method of moment,then the precorrected-FFT method is used to solve the linear equations.To overcome the drawback of conventional stencil topology,two kinds of improved stencil topology,stencil topology B and stencil topology C,are presented,and the construction and actual performance of the three kinds of stencil topology are compared.Numerical results show that good agreement is observed between the P-FFT solutions combined with each of the three kinds of stencil topology and the standard solutions.Stencil B can significantly reduce the number of near-zone precorrections.Stencil C potentially holds for parallel multilevel P-FFT since grid overlapping never occurs between any stencils.

一种低延时可配置FFT加速器的设计与实现

本文对基-2 FFT算法进行了改进,采用并行流水线结构,设计实现了一种低延时可配置的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)加速器。提出了一种新型“二分法”频率抽取的方法,按FFT运算顺序抽取数据,减少了等待时间;优化每一级FFT运算存储单元数量及旋转因子存储方式,降低了存储资源需求。基于Verilog语言完成FFT加速器的设计,采用Matlab和Modelsim完成数值计算和仿真验证,仿真结果与计算结果一致。加速器支持可配置采样点数作为输入进行运算,在时钟频率为200MHz时,完成一次1024点复数FFT运算仅需2.65μs。

基于谱方法和单纯形算法的一类偏微分方程参数反演研究

根据观测数据反演偏微分方程参数具有重要的应用价值。通过基于快速傅立叶变换的谱方法实现对偏微分方程快速高精度求解,与观测数据结合建立待优化的目标函数,再用带边界约束的Nelder-Mead单纯形优化方法进行参数反演。通过算例证实了算法的有效性。

利用FFT技术计算大地水准面高若干问题研究

本文首先从普通二维 FFT算法的基本定义和要求出发 ,深入分析和比较了大地水准面二维平面和二维球面 FFT算法的特点和差异 ,找出了影响二维球面 FFT计算精度的主要误差源 ,并给出了二维球面 FFT计算公式的改进形式。在此基础上 ,本文详细分析讨论了参考场选取、积分球冠半径确定以及核函数改化对大地水准面计算结果的作用和影响。最后 ,本文利用全国 5′× 5′实测重力异常对我国海陆大地水准面进行了试算 ,并将计算结果分别同陆上GPS水准和海上卫星测高观测值作了比较。

折迭式FFT算法对激光大气传输湍流效应的数值模拟

对传统的激光大气传输湍流效应的数值计算方法进行了改进。提出了一种快速折迭式FFT算法。该算法既可对湍流的高频谱抽样,亦可对湍流的低频谱进行修正。数值计算结果表明,这种算法提高了计算速度和精度,降低了对计算机内存容量的要求,并且更真实地模拟了大气湍流的强弱效应。

东海东南陆架外缘冬、夏季实测海流FFT分析

使用FFT法首次将东海陆架冬、夏季2次定点ADCP测流资料在频率域内分解成3个部分:不随时间变化的定常海流、周期为6～25h的潮流和剩余流,再将潮流分解为垂向均匀的全流(也称正压潮流)和剩余的斜压潮流。结果表明:夏季测站定常海流、潮流和剩余流能量分别占总能量的5.3%,93.9%和0.9%,而冬季测站分别占10.8%,80.9%和8.4%。夏、冬季测站的斜压潮流与正压潮流能量之比分别为20.7%和4.1%。

基于FFT的近场-口径场变换方法

本文提出的近场 -口径场变换方法基于探头与被测天线 (AUT)的耦合方程 ,由Fourier变换求出 AUT发射场的平面波谱的切向分量 ,然后由 Fourier反变换求出被测天线口径场的切向分量 ,从而达到诊断天线口径场幅相分布的目的。口径场变换中的大部分计算采用 FFT算法 ,并且引入空间域的重构法 ,数值精度好 ,数据处理效率高 ,可以达到任意的诊断分辨率。通过数值模拟和诊断实验 ,说明了该方法的正确性和工程实用性。

一种全相位FFT法的高精度相位测量仪设计

针对传统相位测量仪结构复杂、精度低的缺点,提出了一种全相位快速傅里叶变换(FFT)法的高精度相位测量仪设计方案。该方案以高性能Cortex-M4内核的STM32F407VGT6作为系统核心,利用高速同步AD7606获取相位信号,采用高精度的全相位FFT法进行相位计算,并通过以太网接口实现数据的远程传输和显示。实验结果表明:采样点数取1 024,测相位为0°~360°,测频为1 Hz^60 kHz时,实际测量误差小于0.003°,响应时间小于1.0 s。

金属-介质混合目标电磁散射的P-FFT快速求解

针对任意形状金属-介质混合目标的电磁散射问题,使用矩量法将体-面结合的积分方程(VSIE)转换成线性方程组,并利用预修正快速傅立叶变换(P-FFT)方法来进行快速求解。为减少直接计算和预修正的近区未知量个数,采用一种改进的模板拓扑。数值计算结果表明,基于VSIE的P-FFT方法可以高效准确地求解金属-介质混合目标的电磁散射问题,改进的模板拓扑可以显著减少近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间。

基于FFT技术对脉动风的计算机模拟及其Matlab的实现

在风基本特性的理论基础上,应用Shinozuka方法对大跨结构的广义脉动风进行了模拟,引入快速傅立叶变换(FFT)技术以提高计算效率,同时给出了Matlab程序框架,并把模拟谱与目标谱进行比较验证,两者吻合较好。

单帧FFT法在正弦扫描结构动特性试验数据处理中的应用

在正弦扫描结构动特性试验中,当扫描速率过快时,传统的Hilbert法和同相正交分解法处理结果误差较大。针对上述缺点,采用了单帧FFT法,并通过单自由度理论仿真算例和试验对方法进行验证。研究表明单帧FFT法具有更好的精度,处理结果的频率和幅值受试验扫描速率影响小,且没有"旁瓣效应",是一种更为有效的正弦扫描结构动特性试验数据处理方法。

基于全相位FFT的电磁法有效相位信息提取

电磁法的相位相比于振幅,变化的幅度更大,在一定地质条件下具有更高的分辨能力。以往的研究一般采用传统加窗FFT(Fast Fourier Transformation)方法提取相位信息,该方法存在2个方面的缺点,首先是测量精度受频谱泄漏的影响比较严重,其次需要严格的“同步采样”。在实际应用中抗噪能力较差,导致无法获得有效的相位信息。为了提高抑制频谱泄漏能力,同时不受“同步采样”以及频率偏离的影响,采用全相位傅里叶变换方法进行了类脉冲、类充放电三角波、类方波以及高斯白噪声等典型干扰波形的仿真实验,结果表明:在同步采样的情况下,无论是否存在噪声干扰,传统的FFT方法与全相位傅里叶变换方法的相位测量误差均小于1%;而在非同步采样的情况下,传统FFT方法无法获得准确的相位值,而全相位FFT方法无论是否含有噪声干扰均能获得有效相位信息。因此,全相位FFT法具有传统加窗FFT法所具有的优点,能有效地抑制高斯噪声,对电磁法典型的干扰波噪声有着良好的抑制效果。

基于FFT多谐波平衡法的金属橡胶隔振系统振动特性分析

基于FFT多谐波平衡法,对金属橡胶隔振系统响应特性做了深入研究,并引入"平均功率比"对这类非线性隔振系统的振动传递率进行了新的定义。通过分析金属橡胶非线性隔振系统的本构关系,推导了用FFT多谐波平衡法求解系统响应及振动传递率的公式,并通过按数值方法、单一谐波法及多谐波法对给定算例的计算结果对比,说明了FFT多谐波平衡法在求解金属橡胶隔振系统响应及振动传递率时具有较高的精度。理论和分析表明,FFT多谐波平衡法可求解金属橡胶非线性系统响应及振动特性的精确解析解,具有重要的工程应用价值。

一种高精度四辊板带材轧机支撑辊偏心辨识的研究

板带轧机中上下支撑辊偏心信号是较为典型的一种频率相近的周期波,如果仍采用传统的快速傅立叶变换(FFT)辨识该偏心信号就很难保证结果的精准性与可靠性。对此,在本课题中,笔者经过广泛且深入地探索与研究推出了可有效解决此问题的新辨识方法,即最小二乘法(LS),该算法的实现过程依托经典且成熟的观测矩阵理论,利用2范数最小的终止准则完成求解操作,并从中确定出最相近的特征参数。算例计算结果显示:当上下支撑辊的频率差为和,FFT所辨识的幅值和相角均严重失真,而LS方法所辨识的幅值精度分别可达0.064%和0.127%,相角的辨识精度分别为0.076%和0.0286%。同时利用某四机架板带连轧生产的实际采集的轧制力数据作为辨识目标,通过分析各个机架的轧辊偏心的影响,可以看出在246Hz处的轧辊偏心信号被很好地辨识。因此笔者提出的这种新方法可提供准确、可靠的辨识结果,而且不容易受外部干扰,进而从源头上提高了识别效率,保证了识别的精准度。

模态识别的Bayesian TDD-FFT法及其应用

针对Bayesian FFT(Fast Fourier Transform)在多自由度下的病态Hessian矩阵求逆和模态参数不确定性评估问题,提出了Bayesian TDD-FFT模态方法。提出Bayesian TDD(Time Domain Decomposition)方法,将多测点多自由度信号转变为单测点单自由度信号;结合Bayesian FFT和蒙特卡罗方法获取模态参数的最佳估计和后验概率分布,进行不确定性分析,并通过数值模拟验证了Bayesian TDD-FFT法的有效性;基于上海中心大厦实测数据,通过对比分析指出Bayesian TDD-FFT法能够获得Fast Bayesian FFT法的结果精度,同时发现频率和阻尼没有相关性,而激励谱密度和预测误差谱密度存在明显的相关性。

基于FFT算法的GPS信号快速捕获方法研究

在分析基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法的基础上,通过传统的时域二维串行码捕获方法和基于FFT算法的GPS伪码的捕获新方法所需要的运算次数的比较,在理论上论证了新方法伪码捕获速度得到提高的正确性和可行性。采用System View软件仿真实验验证了基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法理论的正确性,得出新码捕获方法较传统的码捕获方法得到捕获速度提高的结论,为GPS接收机适应高动态环境做了理论探讨。

基于FFT的散斑干涉术测物体变形

在SPI测量变形物体三维位相的原理上,提出了用一个干涉图法,基于二维FFT实现了散斑干涉图三维位相测试的新方法。选用马赫-泽德干涉系统,用CCD分别接收物体变形前后的散斑图,将两幅散斑图相减可以得到变形物体的散斑干涉条纹图。应用MAT LAB软件编程对散斑干涉图进行二维FFT运算,获得变形物体的三维位相。由三维位相分布可以判读物体的三维变形,进而为后续分析物体的三维应力奠定基础。实验表明,该方法简单、速度快,精度可达到λ/10。

基于FFT幅度和相位插值的频率估计改进算法

针对基于FFT的插值算法在信噪比较低或信号的实际频率与估计频率之间的相对偏差较小时,存在插值方向错误的情况,通过结合其中分段相位差法与Rife算法的优点提出了一种改进算法,该算法可以解决在低信噪比情况下当估计偏差δ接近零时,Rife算法估计误差较大、而当δ接近0.5时相位差法误差大的问题。算法仿真实验结果表明:改进算法在低信噪比条件下的频率估计精度高于Rife算法和分段相位差法,稳定性也比较高,具有很好的应用价值。