一种新型窄磁铁聚焦式电磁超声表面波换能器

窄磁铁电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)利用较强的边缘磁场能够在铝板中激发出比常规EMAT幅值更大的超声波信号,但是窄磁铁磁场会导致激发的波形发生畸变,从而影响超声检测的可靠性。该文设计出一种新型窄磁铁聚焦式表面波EMAT,不仅修正窄磁铁磁场引起的波形畸变,而且使得激发的表面波幅值得到有效提升。首先,考虑磁场、相位、洛伦兹力贡献度等因素,推导出窄磁铁EMAT激励超声的合成公式,并通过并联分裂导线排布实现对波形畸变和频率偏移的修正。其次,研究磁铁与线圈尺寸参数对换能器激励效率的影响,并通过三维仿真对超声传播特性和聚焦效果进行分析。最后,制备窄磁铁聚焦式EMAT并进行表面波激励实验,结果表明:该文设计的表面波EMAT不仅实现对窄磁铁磁场引起的波形畸变的修正,而且同等磁通密度下激发的表面波信号时域幅值比常规EMAT提高55.92%,频域基频幅值提升69.7%,这为电磁超声表面波换能效率的提升及缺陷检测信号的有效提取提供新方法。

无线电窄波束在低电离层中的聚焦和散焦

推导了无线电窄波束在电离层中传输的非线性几何光学方程,分析了无线电窄波束在低电离层中传输的聚焦和散焦原理,推导出了散焦参数和聚焦参数的计算公式,研究了无线电窄波束在低电离层中传输的散焦现象,讨论了电波频率和功率对发散波束宽度的影响。计算结果表明:低电离层主要表现为一种散焦介质,使电波波束发散,当电波频率较低并且功率较大时,波束散焦现象非常明显,使到达目标点的功率密度大幅度降低,而当频率达到数GHz时,波束散焦现象很微弱。

自聚焦透镜滤光膜的研制

针对光纤通信系统中自聚焦透镜滤光膜的工作要求,设计了用于激光波段808nm的窄带滤光片,要求808nm处的透射率不小于90%,半峰值宽度为10nm。选取了激光损伤阈值较高的Ta2O5和SiO2作为高低折射率材料,借助膜系设计软件设计膜系。采用电子束真空镀膜的方法,同时加以离子辅助沉积,调整镀膜工艺参数,改进膜厚控制方法,提高了膜厚的控制精度,减少了中心波长的漂移量和膜层的吸收。该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试,满足使用要求。

基于最大熵准则的Wigner-Ville分布与微型古河道刻画方法及应用

针对窄细古河道精细刻画难题,利用最大熵准则增强Wigner-Ville分布的聚焦特性,在有效提升地震信号时频分辨能力的基础上,建立了一种微型古河道识别新方法。基于最大熵功率谱与自回归模型(AR)功率谱等效的原理,首先利用Burg算法和Levinson-Durbin递推规则,求取AR模型的预测误差、自回归系数等参数;然后,在自相关函数一阶导数为0的条件下,计算地震信号的Wigner-Ville分布,获取微型古河道最大熵准则约束下的Wigner-Ville时频功率谱(MEWVD)。通过仿真地震信号和窄薄模型数值模拟信号实验分析,发现MEWVD既能有效避免Wigner-Ville分布的交叉项干扰,还能获得比短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)等信号分析方法更加精准的频谱特征;同时,还证实了利用不同频率的MEWVD,可以有效识别不同尺度的窄细古河道。将该方法应用于四川盆地中江气田侏罗系沙溪庙组(J_(2)s_(3)^(3-2)小层)气藏,准确地识别出宽度小于500 m、砂岩厚度小于35 m的窄细古河道的宽度、走向等空间信息,可为井位部署、水平井压裂选段等提供依据。

基于局部运动学属性参数的窄方位角三维多域插值算法研究与应用

基于局部运动学属性参数的三维多域插值算法在实际地震数据处理中具有广阔的应用前景。但这种算法通常仅适用于宽方位角三维地震数据,而海洋三维地震数据往往是窄方位角的,这就给传统算法的实现带来了一定的难度。为此,提出了一种适应于窄方位角三维地震数据的三维多域插值与规则化新算法,并设计了相应的实现流程。其策略是通过零偏移距三维频率-波数(F-K)域时间偏移与反偏移,结合零偏移距三维输出道成像方式的共反射面元成像算法(CRS-OIS),获得高信噪比的叠后模型道数据;再通过反叠加生成三维叠前CMP模型道道集,提取其运动学属性参数,基于这些运动学属性参数拟合原始三维叠前数据,从而获得信噪比向模型道逼近的优化后叠前数据体。南海深水区某三维窄方位角地震数据的试应用结果表明,新的算法完全适应窄方位角三维地震数据的特点,有效提高了数据的信噪比和规则化程度,证明了新算法的稳定性和可靠性。