圆环形声基阵低频超增益性能研究

对均匀噪声场中基阵超增益波束形成的权向量及阵增益进行了推导。以小尺度圆环形基阵为例，对位于空间均匀噪声场中的水听器阵作超增益处理及线谱和宽带被动检测方法进行了计算机仿真。对所述基阵超增益波束形成和常规波束形成的方向性图和空间增益进行了比较。通过仿真脸证了超增益方法的正确性，超增益波束形成可以获得比常规波束形成更窄的波束宽度和更高的空间增益。由于超增益阵具有尺度小、空间增益高的特点，对于改进低频被动声纳的检测性能具有重要的意义。

声强向量阵的波束形成与检测原理研究

提出了基于声强向量阵的信号检测方法,分析了基于声压的常规与最优(超增益)波束形成的阵增益与指向性。基于互谱声强测量方法分析了声强向量阵在各向同性噪声中对声信号的检测与定向原理,得出了它相对于声压检测的时空增益。理论分析、计算机仿真和实验均表明了超增益波束形成与声强检测方法的有效性,且声强检测方法的运算量小,性能更为稳健。

圆柱体上均匀圆阵的阵增益分析

以环绕在圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了圆阵在不同条件下的阵增益。从声传播理论出发,分析了平面波入射条件下阵列周围声场,得出了阵列常规处理增益和超增益的表达式。仿真结果表明,刚性圆柱体的存在增大了阵列的处理增益,当存在非刚性圆柱体时,通过合理设置非刚性圆柱体的阻抗,可以在特定的频段内进一步提高阵列的增益,当圆阵与圆柱体之间存在空隙时,阵列处理增益会有所下降。

阵列增益下的最大听觉距离及算例分析

被动声定位技术已成为战场目标定位的重要手段,人-机一体化头盔式"电子哨兵"系统能够解决阵列信号处理低信噪比性能下降及人耳听觉距离有限的缺点。作为系统研发的理论基础,从声传播方程出发,研究了考虑阵列增益条件下的最大听觉距离。基于声传播方程,分析了声传播损失的计算方法,探讨了自由场情况下和存在阵列支撑物情况下阵列常规增益和阵列超增益的算法,最后通过算例对阵列处理提高人耳听音距离进行了说明,为人-机一体化"电子哨兵"系统研发提供了理论依据。

基于开口谐振环的高温超导超增益天线的研究

针对空间天线在移动通信中的应用,设计了一款适用于空间应用的高温超导超增益天线。采用开口谐振环结构,通过类似于八木天线的方式排列以实现天线的高增益,使用超导材料代替传统金属材料降低天线的损耗。仿真结果表明该天线工作在2.45 GHz,增益为7.29 dBi,实验测得天线增益为7 dBi,比哈林顿定义的相同尺寸的天线增益高2.01 dB。该天线具有小型化和高增益的特点,天线尺寸为22 mm×34 mm×0.5 mm。