太赫兹超材料相控阵天线波束宽度调控方法

太赫兹超材料相控阵由于其强大的波束操纵能力在探测与通信一体化系统中具有重要的应用价值。为了提升系统的通信和探测性能,需要太赫兹超材料相控阵能够实现宽波束和窄波束的灵活切换。提出了一种基于反相位间隔(反相)编码的太赫兹超材料相控阵天线波束宽度调控方法。通过天线3 dB波束宽度表达式和目标波束宽度逆推阵列规模,保持其相位编码不变并对该阵列规模外的其余阵元进行反相编码,旨在实现相位相反相消。仿真结果表明,所提方法可以准确地调控太赫兹超材料相控阵天线的波束宽度,实现宽波束和窄波束的灵活切换。

新型多功能厘米波频率合成器设计

该文介绍了一种新型多功能厘米波频率合成器,利用锁相倍频的方式,首次将直接数字频率合成器(DDS)输出的连续波(步进1 MHz)、常规脉冲、重频抖动、重频参差、双脉冲、捷变频信号、组变信号、二相编码和线性调频等信号搬移至0.8~18 GHz频段,外形尺寸为76 mm×70 mm×10 mm,体积约为传统类似频率综合器项目的1/20,具有工作频带宽、频率高、体积小等优点。

基于长度可变密钥的光学图像加密方法

为提升光学图像加密效果,设计了一种基于长度可变密钥的光学图像加密方法。基于混沌方程构成混沌序列均匀化普适算法,运用该算法生成均匀化伪随机序列,以此作为长度可变密钥,经空间光调制器调制后,转换此类密钥为伪随机相位掩模(PRPM),运用两个转换后PRPM双重随机相位编码初始光学图像,并结合变形分数傅里叶变换(AFrFT),相位转换编码后光学图像,获得加密光学图像,完成光学图像加密。实验结果显示,该方法可针对不同光学图像生成敏感性与唯一性密钥,实现不同光学图像的加密处理,加密效果显著,加密光学图像的像素频数分布均匀,且解密后光学图像与初始光学图像几乎一致,整体加解密效果理想,可有效保障光学图像的安全性,而且本方法可以在最短3 s的时间内完成光学图像的加密和解密,加解密效率更高,综合效果更佳。

对瞬时测频干扰机理的研究

瞬时测频(instantaneous frequency measurement,IFM)接收机是电子侦察中非常重要的测频资源,其结构简单、灵敏度高、侦察频带宽、分辨率高,可以快速测定被测信号的频率,在现代电子战中得到广泛应用。基于IFM微波鉴相器在某一瞬间只能响应一个信号的特性,结合IFM工作原理,研究了一种新的(超过2个信号)对IFM干扰策略,并分析了干扰机理,通过模拟仿真对IFM的干扰效果进行了评估。仿真结果表明:多信号交叠可以对IFM系统产生明显的干扰效果,可以使得其无法测得正确频率,并错误地输出同时到达信号指示。

基于小波压缩深度学习重构的多图像光学加密

为解决多图像加密算法密文体积大、加密效果差、重构效果不理想等问题,提出一种基于小波压缩和深度学习重构的多图像光学加密方法。利用小波压缩提取多图像的低频部分,将重排后的新图放入改进的FDT-DRPE光学加密系统中得到密文;利用矢量分解和螺旋相位变换克服FDT-DRPE不敏感问题;构造的L_S混沌系统提高密钥敏感性。提出新型深度学习网络模型BHCN,解决传统图像重构精度不高问题。实验结果表明,密文体积可压缩至原图的1/4,重构图像的峰值信噪比为34.57 dB,结构相似性为0.9521,与同类文献相比,速度更快,重构效果更好,安全性更高。

基于时域编码超表面脉内-脉间编码优化的雷达干扰方法

时域编码超表面是一项可以对电磁波进行时变调制的新技术,针对该技术的调控特性,该文提出了一种基于时域编码超表面脉内-脉间编码优化的雷达干扰方法。首先分别在快时间域和慢时间域建立优化模型,通过优化脉内-脉间相位编码,实现目标能量的搬移,形成距离-多普勒二维图上的欺骗干扰。然后通过遗传算法对该离散优化模型进行求解。另外,该文从超表面编码策略的角度分析了多种调控因素对干扰效果的影响,为实现欺骗干扰的最佳策略提供指导。

池式铅冷快堆SGTR事故多组分多相流动过程数值模拟研究

本研究使用欧拉坐标下的多组分多相分析程序ACENA,首先介绍了ACENA程序的基本数学物理模型,然后通过铅铋-氮气两相流动实验HESTIA-2、KYLIN-Ⅱ-S铅铋-水相互作用实验和点堆中子动力学方程解析解,对程序热工水力模块和中子动力学模块进行了验证计算,在此基础上,针对欧洲先进铅冷示范堆ALFRED的设计方案分别开展了热态满功率稳态校核计算和假想无保护蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故瞬态模拟,重点关注了SGTR事故后铅池内多相流动过程以及包壳最高温度、燃料最高温度、堆芯相对功率以及主容器压力等参数的演变,并分析了断管数量、铅冷却剂循环路径以及所采用的机理模型等影响因素对ACENA程序计算结果的影响。本文研究结果表明,Ishii-Chawla-Suzuki相间曳力系数模型结合Ishii等提出的相间界面面积浓度输运模型能够较好地模拟圆形/环形铅铋流道中上升气泡的扩散迁移特性;通过对KYLIN-Ⅱ-S实验的模拟说明ACENA程序能够较为合理地预测熔融铅基合金-水相互作用过程中,铅池内压力波动和温度瞬变等现象;ACENA程序对ALFRED堆稳态满功率下关键热工参数的计算结果与国际认可的一维系统程序TRACE/FRED的计算结果基本一致,证明了ACENA程序全堆级计算结果的可靠性;对ALFRED堆假想SGTR事故的计算验证了ACENA程序对铅冷快堆SGTR事故下复杂多组分多相流动现象的模拟能立,且计算结果表明合理设计一次侧冷却剂循环路径、尽可能降低管道破损数量均对消减铅冷快堆SGTR事故后果具有重要意义。本工作可为我国池式铅冷快堆SGTR事故安全分析提供技术参考。

基于相位编码波形和非匹配滤波器设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)利用信号欠采样原理和匹配滤波特点,在雷达信号距离维上产生多个数量可控的虚假目标点。根据ISRJ采样函数特点,本文提出一种针对ISRJ的相位编码波形和非匹配滤波器设计方法。在雷达发射信号前,根据干扰的脉冲宽度和重复频率参数,设计适用于抑制ISRJ的非匹配滤波的相位编码信号。在接收到带有干扰的回波后,根据ISRJ采样函数与发射前设计的编码信号,构建抑制ISRJ的非匹配滤波器,降低干扰能量。仿真结果表明,与传统未经处理的相位编码信号相比,所提方法优化设计的信号表现出更好的抗干扰能力。

基于偏移变量的相位编码精确展开方法

为了解决传统相位编码过程中包裹相位边界和级次边界不匹配的问题,提出了一种基于偏移变量的相位编码精确展开方法。在解析条纹边缘时,对相位求解公式增加偏移变量,有效约束包裹相位边界,进而获得正确的绝对相位。实验验证结果表明,所提方法有效消除了边界不匹配带来的相位跳变问题,在不增加投影图像数目的情况下,可以快速准确地恢复绝对相位,并进行三维重建。

四川某铜矿选冶渣综合理化特性及环境污染特性评价

针对铜矿选冶渣组成复杂、环境特性不清和治理修复难度大等问题,采用矿物解离分析仪(MLA)、X射线光电子能谱仪(XPS)和同步热分析仪-傅里叶变换红外气相色谱质谱联用仪(STA-FTIR-GCMS)等分析测试仪器研究铜矿选冶渣的综合理化特性;运用毒性浸出程序(TCLP)、改进的三步提取(BCR)、风险评估编码(RAC)和次生相与原生相比值(RSP)等方法研究铜矿选冶渣的环境污染特性.结果表明,铜矿选冶渣多呈团聚状,体积平均粒径为54.18μm,主要含铁橄榄石(75.33%)、磁铁矿(12.15%)、黑云母等物相.硫酸硝酸法测得的铜矿选冶渣Cr、Cu、Zn和Pb浓度未超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》规定的危废限值,该铜矿选冶渣为一类一般工业固体废物.RAC法和RSP法评价结果表明,Cu是铜矿选冶渣的主要防治对象,Fe、Zn、Pb是铜矿选冶渣的次要防治对象.研究结果为铜矿选冶渣的安全处理和处置提供了基础数据.

基于改进混合量子遗传算法的二相编码雷达波形优化

针对当前雷达波形优化算法搜索策略单一、适用范围受限的问题,提出了一种基于改进混合量子遗传算法的二相编码雷达波形优化算法。所提算法采用了一种新的自适应旋转角度策略,根据迭代次数和余弦相似度动态调整旋转角度,提高了算法的收敛速度、全局搜索能力和求解质量。仿真结果表明,与遗传算法、基本量子遗传算法和混合量子遗传算法相比,对于包含了单峰、多峰和非凸优化问题的6个标准测试函数,所提算法在质量和资源消耗上均表现更好;对于二相编码雷达波形优化,证实了使用所提算法优化波形是可行和有效的。

基于极化时变调控表面的有源欺骗干扰辨识方法

聚焦雷达对抗中极化信息获取与利用的应用需求,该文研究了基于极化时变调控表面的有源欺骗干扰辨识方法。首先,设计了一套在9.6~10.1 GHz频带内支持3 bit相位量化的各向异性相位调制表面,通过优化相位调制编码序列,实现了极化态按需调控。然后,将极化调控表面加装在单极化雷达天线上,使天线发射和接收电磁波的极化态沿特定极化轨道变化,通过提取目标与有源欺骗干扰的极化域差异,实现两者辨识。仿真分析表明,在3种不同的极化轨道约束下,干扰与目标均具有显著的聚类效应,可获得稳定的干扰辨识效果。相较于依赖双极化或全极化雷达体制的干扰辨识方法,该文所提方法兼具低成本与高效性,在雷达抗干扰中具有很大的应用潜力。

基于视觉增强的桥梁检测算法及技术

为了识别桥梁结构微小振动,提出一种基于方向码匹配(OCM)法的靶标圆心检测算法.该算法首先采用OCM法实现像素级匹配,然后在最佳匹配区域采用靶标圆心检测算法进行精确跟踪.通过室内试验,将基于OCM的靶标圆心检测算法与基于相位的光流法和OCM亚像素实现算法进行对比,研究3种算法在不同振动幅度和实际工程应用的适用性,为实桥检测提供技术方案比选依据.结果表明:所提算法在各种振动幅度下均能精确地识别结构振动位移和频率,在实桥应用时应考虑靶标粘贴的可行性;基于相位的光流法在幅度指标小于2 mm或1.7像素的微小振动工况下能精确地识别结构的振动位移和频率;OCM亚像素实现算法的分辨精度取决于插值点的数量,对大幅度振动工况的识别具有与所提算法相似的效果.

SAR实时快速处理抗主瓣欺骗式干扰方法

主瓣欺骗干扰与真实目标场景具有相同的角度,二者在多个表征域具有高度相似性,严重降低了合成孔径雷达系统对真实目标的检测和判断能力。针对该问题,为保证有效抑制主瓣欺骗干扰,文中提出了一种实时快速处理抗主瓣欺骗干扰算法。首先,提出了一种基于方位相位编码的回波恢复框架,并且该框架能够对原始回波数据进行分组处理;其次,提出了一种模块化处理的快速算法来加快所提方法的处理效率;最后,通过点目标和分布式目标仿真实验验证了所提方法的有效性和可行性。通过与传统主瓣欺骗干扰方法进行对比,文中所提方法不仅能够降低计算复杂度,还能减少对系统资源的占用。

相位模糊下基于软判决的卷积码识别方法

QPSK数据流通常具有相位模糊的问题,传统方法常采用卷积码遍历识别码字起始位置的译码算法,这将导致算法计算量大、资源占用高等诸多问题。因此,提出一种基于软判决的卷积码起始位置识别与QPSK相位模糊消除的译码方法,以有效提升译码算法性能。首先,推导了卷积码编码序列与校验矩阵之间的数学表达式,明晰了卷积码码字起始位置与相位模糊的逻辑关系;然后,求解CCSDS标准卷积码的校验矩阵,以方程成立的概率作为判决的度量,该方法适用于各种码率的删除卷积码,具有工程实用性;最后,通过仿真分析验证了所提出方法的有效性。研究表明该方法无需遍历卷积码的码字起始位置和相位模糊,且鲁棒性较强,所需数据量较小,随着数据量的增大和卷积码码率的降低,识别准确率逐渐提高。

面向数字时钟调相的高精度低跃变控制码设计

面向数字时钟调相系统,提出了一种相位插值控制码匹配方法,减少了相邻相位之间控制码变化的位数,减小了相位误差和幅度跃变。通过迭代的思想,同时平衡控制码跳变所带来的误差与相位调整之间的转换关系,并行考虑控制码对输出信号幅度的影响,实现相位误差更小的电路结构。仿真结果表明,在文中的控制码调相下,电路输出时钟信号的幅度跃变小于6%。

一种消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法

互补格雷码双N步相移法因其具有鲁棒性好、检测精度高等特点在条纹投影轮廓术领域成为研究热点。然而,传统互补格雷码双N步相移法存在检测效率低以及未消除周期性毛刺相位误差的问题。针对这些问题,本文对传统互补格雷码双N步相移法进行改进消除周期性毛刺相位误差,首先通过相机捕获形变条纹图像并计算出两组截断相位,然后利用两组截断相位的相关性消除检测数据中的相位差、周期性毛刺相位误差,再对两组截断相位进行融合,最后通过互补格雷码相位展开法对融合后的截断相位进行相位展开。实验得出本文方法在检测效率不变的情况下,能有效消除周期性毛刺相位误差,得到高精度展开相位,相比于未消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法,本文检测方法精度提高了约24.57%,相比于互补格雷码N步相移法,本文检测方法精度提高了约6.29%。

一种基于相位编码的水声定位信标

对于水声定位系统来说,发射信标特性是影响其性能的最重要因素之一。因此,对信标体制进行深入研究,并设计更加合理的信标体制十分重要。目前常用的信标体制主要依靠各种调频信号与单频信号的组合,甚至只依靠单频信号的频率来完成多目标定位,具有可定位目标数目少、定位精度低、硬件结构复杂等问题。为了克服以上问题,论文从信标体制入手,提出了一种基于相位编码的全新的水声定位信标。经仿真验证,与目前常用的信标体制相比,该信标体制具有更高的测量精度和多目标分辨能力,并可显著简化系统硬件复杂度。

机载低轨卫星通信发展及关键技术综述

卫星通信是保障机载平台远程飞行的主要通信手段。低轨卫星通信具有传输损耗小、传输时延短、卫星发射灵活、能全球覆盖等优点,已成为机载卫星通信领域的研究热点。梳理了国内外机载低轨卫星通信技术发展历程,开展了机载低轨卫星通信应用分析,重点从相控阵天线、信号同步、编码调制、接入与切换等方面阐述了机载低轨卫星通信需要解决的关键技术,探讨了机载低轨卫星通信发展趋势,可为机载低轨卫星通信系统建设应用提供借鉴。

波前编码红外成像系统的温度梯度适应能力探究

利用波前编码技术为红外光学系统进行无热化设计可提高其在不同均匀工作温度下的适应能力,但针对温度突变、成像系统内温度分布不均情况,波前编码技术是否能正常进行成像及其适用的温度范围还有待进一步研究.为简化分析流程,采用温度梯度模型来仿真非稳态下的温度变化.利用温度梯度模型来定性分析光学系统在轴向、径向温度梯度为系统引入的附加像差.计算两个方向下的光程差变化来比较两种温度梯度环境下系统的成像性能差异.在此基础上,为非稳态温度环境下红外光学系统的设计建立了结合光/机/热分析的无热化设计流程,通过ZEMAX设计了一套最大轴向尺寸为85 mm、最大径向尺寸为25 mm的红外光学系统,通过SolidWorks加载轴向和径向的热形变,探究所设计的系统能够适用的温度梯度范围.结果表明,结合光/机/热分析的无热化设计流程可以有效表明系统在非稳态温度下的成像情况.对上述采用三次相位板进行无热化设计的红外光学系统,在非稳态温度下可以适应±10℃的轴向温差范围,但是仅可以适应±1℃的径向温差范围.因此在进行红外波前编码光学系统的无热化设计时,需要对径向方向进行重点优化.