共享孔径交错阵列综合优化方法

共享孔径稀疏交错布阵作为多功能综合传感器系统的关键技术基础,可以减少天线的数量,节省空间,降低载荷和制造成本。利用差集构造的共享孔径交错阵列,由于阵元的非均匀稀疏分布而导致存在较高的旁瓣电平,提出一种将差集理论和遗传算法相结合对阵列进行优化的方法。首先由差集确定交错阵列的阵元位置,再以激励幅度分布为决策变量,利用遗传算法同步降低各子阵的旁瓣电平,使得共享孔径交错阵列的整体性能得到提升。仿真结果表明,该方法有效抑制了阵列的旁瓣电平,是一种有效的交错阵列优化方法。

交错阵列短小柱肋强化传热特性的定量分析

短小柱肋阵列在紧凑型换热装置的强化传热中具有广泛应用。对用于受限空间强化传热的小高径比交错阵列柱肋通道进行了数值模拟,研究了展向柱间距、流向柱间距和雷诺数对气动传热特性的影响规律,给出了通道阻力系数和强化传热等级的经验关联式,并基于此对柱间距的影响作了定量分析。结果表明,通道阻力系数随展向柱间距的扩大而减小,但随流向柱间距呈非单调变化,而须在沿程阻力和局部阻力间达到平衡,阻力经验关联式中的指数绝对值表明:流阻更多是受展向柱间距的影响;通道强化传热能力随流向柱间距的缩小而增强,但随展向柱间距呈非单调变化,而须在柱间交互作用和柱侧附面层分离抑制之间达到平衡,传热经验关联式中的指数绝对值表明:传热更多是受流向柱间距的影响。

交错阵列甚低频信号产生方法研究

10 kHz量级甚低频电磁波信号具有较强的地物穿透能力,可用于地质勘探。由于其天线尺寸在10 km量级,其应用场合受到限制,研究基于适当尺寸高频雷达天线的甚低频电磁波信号产生方法具有重要意义。该文提出基于高频阵列天线产生甚低频信号的概念,利用阵列天线合成产生近光速远离运动雷达多普勒信号,实现信号频率的大幅降低。给出了发射波形、交错阵列设计和阵列参数选择方法。将周期脉冲串信号作为辐射单元信号,增大合成信号脉宽。利用阵列产生的脉宽展宽量填补脉冲信号的休止期,在目标区合成时间连续的甚低频信号。采用峰值旁瓣比(PSLR)、积分旁瓣比(ISLR)、阵列发射信号与合成信号的频谱对比评价合成低频信号的性能和发射信号的能量利用率。该文仿真了百米量级阵列100 MHz辐射单元信号在目标区合成10 kHz甚低频信号的情况:9行阵列构成交错阵列、辐射单元信号脉宽设置为0.115μs时,合成信号频谱的峰值旁瓣比和积分旁瓣比分别为–13.34 dB和–9.44 dB,10 kHz低频信号在合成信号中的能量占比为89.79%。该文分析了辐射单元间距误差、辐射单元信号时间、相位与幅度误差以及目标偏离预定位置的影响。仿真结果表明了该文方法的有效性。

不同组阵方式对圆形换能器阵列指向性的影响

以圆形活塞声源为阵元,构建了圆形换能器阵列和交错圆形换能器阵列,求出了2种阵列的指向性函数。用Matlab对阵列的指向性进行可视化,得出2种阵列的指向性特点,对比了指向性优劣,并讨论了阵列指向性随阵元半径和组阵参数的变化关系。此研究对换能器阵列的设计有一定的参考价值。

双激光二极管阵列侧面交错抽运的电光调Q Nd∶YAG激光器

采用双激光二极管阵列(LDA)侧面交错抽运Nd∶YAG晶体,通过电光调Q的方式获得1064 nm动态脉冲激光输出。这种抽运结构可以使晶体内的增益场与谐振腔基模实现良好的匹配,易于得到良好的光束质量和大能量输出。抽运源采用峰值功率为100 W的准连续LDA,采用直接贴近抽运的方式,KD*P晶体作为电光Q开关。并应用高斯光束传输的ABCD定律,计算了谐振腔稳区范围,给出了较为合理的谐振腔参数。所设计的激光器在重复频率20 Hz,抽运能量1200 mJ时,获得了最大输出能量151 mJ,脉宽8.48 ns的1064 nm动态激光输出,光-光转换效率为12.6%。

大功率直流系统六相磁耦合非隔离型双向DC-DC变流器研究

针对大功率电力电子系统对高效率、高功率密度、高可靠性双向变流器的需求,采用交错并联磁集成技术,深入研究了适用于大功率系统的六相交错型非隔离全耦合双向功率变换器,同时研究了适用于该变换器的、具备多自由度可变耦合度的阵列式对称化六相耦合电感器。首次提出了可实现六通道变换器主电感之间对称化全耦合的磁集成理论;通过对主电感全耦合理论和变换器的工作模态的详述分析,推导了不同占空比区间下静态及动态等效电感,采用归一化的处理方法,给出最佳耦合系数设计准则,并同时给出了通用扩展型阵列式耦合磁件的设计方法;最后通过仿真和实验,对采用非耦合与全耦合电感的变换器进行性能对比测试,证明了理论分析的正确性。六相非隔离磁耦合技术能够降低每个通道的电流应力、增大功率输出容量、降低总电压电流纹波,并同时改善变换器每相电流纹波和动态响应特性,进一步提高功率密度,更适用于大功率直流变换系统。