面向非规则界面双层介质超声全聚焦成像

为解决盲测工况下双层介质全聚焦成像困难的问题,提出了一种基于虚拟源(VS)的全聚焦(TFM)成像技术。首先,利用全矩阵数据集中的对角线信号一次界面回波飞行时间,在非规则双层介质界面建立一系列虚拟源点。通过对虚拟源点插值或拟合处理得到实现非规则介质界面的重建。最后,通过重构的界面寻找可能的折射点,以满足盲测条件下非规则界面双层介质TFM的成像条件。盲测条件下的结果表明,VS-TFM图像中的非规则界面和缺陷位置与实际吻合。与基于虚拟源的合成孔径聚焦技术(SAFT)相比,对于凸面试块,VS-TFM图像的信噪比提升了4.66~13.31 dB;对于凹面试块,VS-TFM图像的信噪比提升了4.74~12.8 dB,且API值基本相同,成像时间几乎不增加。因此,本文所提方法将全聚焦成像的应用对象拓展至盲测工况下非规则双层介质。

低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的界面空间电荷特性

多层介质复合绝缘结构的物理界面往往比介质本体更容易积累空间电荷,进而发生绝缘劣化,因此被认为是绝缘当中的薄弱点。通过对低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的高场电导特性和空间电荷分布测试,分析了界面空间电荷的形成机制和影响因素。结果表明:低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的界面空间电荷由Maxwell-Wagner(M-W)极化引起的极化电荷和阴极注入的电子电荷共同组成。由于低密度聚乙烯和乙丙橡胶的电导率的电场依赖性不同,导致界面极化电荷的极性和电荷量均随外施电场的升高而变化;阴极注入的电子在外施电场的作用下向阳极迁移,通过界面进入乙丙橡胶中后被其表面的深陷阱捕获,形成负极性界面电荷的积累,导致实际的界面空间电荷特性偏离M-W极化模型的计算值。

基于虚拟源的非规则双层介质频域合成孔径聚焦超声成像

为实现非规则双层介质的快速超声成像,提出一种基于虚拟源(VS)的频域合成孔径聚焦技术(SAFT)。首先,借助VS技术在未知界面几何形状的不规则双层介质的表面建立一系列虚拟源点。其次,对所建不均匀分布的虚拟源点进行插值处理,得到近似表征分层界面形状的数学表达式。然后,根据界面表达式,建立表征网格成像区域内速度分布的速度模型。最后,在非稳态相位迁移成像实施过程中,利用声速模型适应每个迁移步进位置上声速的水平变化。通过凸面和正弦曲面工件成像实验验证频域VS-SAFT的有效性,同时对比时、频域VS-SAFT的成像结果和运算效率。结果表明,2种VS-SAFT图像基本还原了缺陷位置和工件表面形状。单核测试条件下,频域VS-SAFT的计算时间仅为0. 47~0. 53 s,而时域VS-SAFT需要91. 21~93. 54 s。

双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复

基于双层介质电声脉冲法测试中压力波的形成和传播过程的分析,提出针对双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复方法。理论分析表明双层介质的电声脉冲法测试中,压力波主要由界面处的介电常数不连续以及介质内的体空间电荷和绝缘界面处的界面空间电荷引起。实际测量中,由于系统的非线性失真,压力波在有损介质中传播的幅值衰减和经过绝缘界面时的透射和反射等因素,使得测试信号发生畸变。文章提出以低电场下加压瞬间的测试结果作为参考波形,获取系统传递函数、衰减系数和标定系数,为双层介质的空间电荷波形恢复提供相应参数。通过对实测波形的处理发现,文中提出的方法不仅能恢复电极界面处的电荷峰,还能很好地恢复绝缘界面及介质体内的电荷分布,为双层介质中空间电荷特性的研究提供了基础。

基于符号相干因子加权的双层介质频域相干复合平面波成像

为同时提高双层介质下超声相干复合平面波(CPWC)成像的质量和效率,提出一种频域波束形成与符号相干因子加权(SCF)相结合的算法。提取平面波数据的相位符号,通过修正后的频域波束形成算法对其进行波场外推。利用外推后的相位符号构建SCF加权因子对波束形成后的平面波图像进行自适应加权。结果表明,经过SCF加权,时域和频域波束形成后图像中缺陷的平均半峰值宽度基本相同,分别为时域DAS的78%和75%,频域图像的信噪比高于时域5 dB左右,在提供相同分辨率和信噪比的前提下,相比于时域波束形成下的SCF加权算法,本文所提的复合算法成像效率提升4倍以上,同时兼顾较高的成像质量和较低的运算复杂度,进而形成一种适用于双层介质无损检测的高质量、低复杂度的超声相控阵成像技术。

毫米波准光腔双层介质电介质参数测量新技术

提出了一种利用毫米波准光腔测量双层介质电个质参数的新技术．在８毫米波段，建立了一套准光腔测量系统，并对几种双层介质样品进行了实际测量．

双层介质散射问题单轴优化PML方法的收敛性

提出一种解双层介质散射问题带小参数ε0的优化完美匹配层(PML)方法,通过在吸收函数中引入一个小参数ε0,使得散射问题优化PML方法的计算不依赖PML层的厚度δ.结果表明,只要参数ε0充分小,优化的PML解指数即收敛于原双层介质散射问题的解.

Ta_2O_5介质膜和Ta_2O_5-SiO双层介质膜绝缘特性的实验研究

本文介绍了采用直流磁控反应溅射沉积的Ta_2O_5介质膜及由用同样方法沉积的Ta_2O_5膜和电阻式蒸发沉积的SiO膜组成的双层介质膜的绝缘特性。

拉伸对电缆接头双层介质中空间电荷的影响

为了研制冷收缩预制式电缆接头并改善其介电性能,研究了拉伸对乙丙橡胶和交联聚乙烯所组成的双层介质中空间电荷的影响。将不同拉伸状态下的乙丙橡胶试样分别和交联聚乙烯试样组成双层介质试样,测量了不同双层介质在加压和短路后的空间电荷分布。实验结果表明,从空间电荷的角度看,一定的拉伸有利于减少聚合物中空间电荷量;分析了实验现象和机理以及在电缆中的应用价值。

双层介质鳍线色散特性的分析

本文用直线法分析了双层介质单侧与双侧鳍线。根据电磁势矢量在均匀域的转换及介质分层与多金属导带处的边界条件,得到了关于其色散特性的计算方法,并给出了相应的曲线。为鳍线的设计和制造提供了有力依据。本文的分析方法,也适用于研究任何多层介质多金属导带的平面波导结构。

圆柱腔径向双层介质厚度的测量方法

蒸汽湿度的精确测量对维护汽轮机的稳定性有重大意义,而蒸汽湿度的测量又受水膜厚度的影响。为了解决圆柱腔内壁水膜厚度的测量问题,基于介质加载圆柱谐振腔内谐振频率随介质厚度变化的原理,提出一种用于测量圆柱腔内壁介质厚度的新方法。根据介质加载圆柱波导所满足的麦克斯韦方程组和边界条件,推导了填充双层介质圆柱波导的特征方程。在给定介质厚度的情况下,根据特征方程给出了传播模式的相位常数和波导工作频率间的关系;基于推导的特征方程,建立了圆柱腔内壁介质厚度和谐振频率值之间的关系模型。应用MATLAB软件进行数值求解,得到不同介质、不同厚度下对应的谐振频率。在与数值求解设定的同等参数下,利用HFSS软件仿真分析了双层介质加载圆柱腔对应的谐振频率。将仿真数据和理论计算数据进行对比,结果表明随着介质厚度的增加,两者都呈平行下降趋势,且谐振频率频偏与介质厚度呈线性关系的规律,验证了该方法的可行性。该方法测量的介质厚度没有限制(在半径以内),具有普适性。文中还利用网络分析仪进行了相关实验,并搭建了实用性测量系统,当介质厚度在100μm以内时,每间隔10μm所能测得的介质厚度值的间隔约为6.8~7.1μm,相对测量误差不超过24.6%。通过理论数据与实验数据对比,发现该方法测出的数据更为精确。

双层介质基片上的非对称共面线

本文首先用两种不同的模型分析自由空间中非对称共面线 ,用共形变换技术得到了基本参数的严格解 ,然后用双曲正切变换分析有限厚度介质基片上非对称共面线 ,得到了双层介质基片情况下非对称共面线的有效介电常数和特性阻抗的闭合表达式。所得公式简洁准确 ,便于微波、毫米波和光学集成电路的计算机优化设计。

接地双层介质上平面螺旋天线的数值分析与实验结果

本文对接地双层介质结构上的阿基米德平面螺旋天线进行了研究。以接地双层结构上水平赫芝偶极子Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的格林函数为基础，用矩量法求解积分方程，从而确定出螺旋天线臂上的电流分布。用渐近法估计Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ积分得到远区电场的解析表达式，由此计算出输入阻抗、方向图、功率增益和轴比。这些参数值对于双层结构上印刷线天线的优化设计具有重要指导意义。

电磁开腔测量双层介质复介电常数

本文提出了一种利用电磁开腔在微波和毫米波频段测量双层介质复介电常数的新技术。在８ｍｍ频段，利用一套电磁开腔自动测量系统对几种双层介质材料进行了具体测量。最后，对测量误差进行了理论分析，并给出了计算实例。分别为加上双层介质样品后开腔的谐振腔长和品质因数图９８ｍｍ频段电磁开腔自动测量系统框图。图１０当ｔ１变化时的曲线６误差分析设εｒ２已知，对εｒ１测量精度有影响的因素是：１谐振频率ｆ的测量精度，它包括：（１）ｆ的电测量误差，（２）球面镜与高斯波束等相位面不吻合引起的频率偏移。这一项已经利用微扰理论对频率ｆ进行了修正。（３）介质交界面Ｓ１、Ｓ２与高斯波束等相位面不吻合引起的频率偏移。这一项也已经利用微扰理论对频率进行了修正。２机械尺寸的测量误差，它包括：（１）腔距Ｄ的测量误差。这一项可以利用频率ｆ与腔距Ｄ的转换关系，用高精度的ｆ测量值来消除Ｄ的机械测量误差。（２）介质厚度ｔ１、ｔ２的测量误差（ｄ的误差可以打入ｔ２的误差中）。由公式（２３）、（２６）可推导出：其中θ＝ｎ１ｊｔ１－Φ１（ｔ１），而图１２当ｔ１变化时ｎ１的曲线图１０、１１分别给出了当ｔ１、ｔ变化时的变化曲线。仍由（２３）、（２６）可以推导出：图１３当ｔ?

接地双层介质上Sommerfled型积分的数值计算

本文介绍了一种有效的数值方法，用来计算接地双层介质上水平赫芝偶极子ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的格林函数，并将积分程序简化到自由空间的情形与解析表达式进行了比较，其结果非常一致，用矩量法计算了接地双层介质上平面螺旋天线的电流分布。

山东莱芜钢厂双层介质三维地下水水质数学模型的研究

本文根据菜芜钢厂水文地质特点,建立了地下水潜水水质模型,该模型由三维地下水渗流模型、二维水动力弥散模型和石灰岩中的纯对流模型联合组成。

径向双层介质加载圆波导的宽带TE_(11)-HE_(11)模式变换器

应用径向双层介质加载圆波导内可以产生混合模HE11模式的原理,提出一种径向双层介质加载圆波导的宽带TE11-HE11模式变换器。在X波段分析了该变换器内微波模式满足的麦克斯韦方程和边界条件,推导出HE11模式的特征方程及混合方程,最后将特征方程与混合方程联立,应用MATLAB软件进行数值求解得到物理模型的设计参数曲线。应用HFSS软件对设计的模式变换器进行模拟优化仿真,结果显示在8.4010.16GHz频带内输出HE11模式纯度大于96%,最大为99.59%,相对带宽可达18.7%,理论功率容量达3.3GW。该圆波导TE11-HE11模式变换器具有结构简单、输入输出共轴、转换效率高、转换频带宽、功率容量高等优点,应用于微波辐射系统可以极大地提高辐射系统的紧凑性。

径向双层介质加载圆波导的TE_(11)-HE_(11)模式转换天线

介绍了径向双层介质加载圆波导的TE_(11)-HE_(11)模式转换天线的设计原理、实验方法及结果。该模式转换天线由圆波导TE_(11)-HE_(11)模式转换器和辐射器组成:圆波导TE_(11)-HE_(11)模式转换器是在圆波导内沿径向加载两种不同介电常数的微波介质来完成模式转换,辐射器采用开口圆波导或小张角圆锥喇叭将HE_(11)模辐射出去。应用HFSS软件对设计的两种模式转换天线进行模拟优化,数值结果显示这两种天线在线极化和圆极化工作状态下其E面、H面辐射方向图在一定波瓣宽度内均具有较高的等化特性及低副瓣电平。应用矢量网络分析仪和频谱分析仪对线极化TE11模激励状态下的两种模式转换天线的增益和驻波系数进行测试,测试结果表明:在中心频率9.4GHz频点辐射器采用开口圆波导或小张角圆锥喇叭时天线增益分别为11.21dB和15.58dB,且驻波系数均小于1.05。实测结果与仿真结果基本一致,证明了该模式转换天线技术的可行性与正确性。

考虑降解时双层介质中有机污染物的一维扩散解析解

有机污染物往往比无机物离子对环境有更大的危害。为了研究填埋场有机污染物在衬垫系统的运移规律,建立了有机污染物在双层多孔介质中的一维扩散模型,同时考虑有机污染物在介质中的降解作用。针对零浓度和零通量两种下边界条件,推导出模型的解析解。与数值模型POLLUTE v7的比较说明了本文模型的合理性和有效性。基于得到的解析解,分析了降解作用对有机污染物在成层介质中的运移影响与相关参数的敏感性。结果表明有机污染物的降解作用能有效地减少有机污染物在土壤衬垫系统中的浓度分布和底部通量。当土层降解半衰期为5～10 a时,底部污染物通量可比不考虑降解时减少4～8倍。相对于下层土,上层土降解作用对提高整体的防污性能更有效,能更显著地降低污染物的浓度。

双层介质光线散射效果的实时绘制

实时绘制光线散射效果是计算机图形学中的一个难点.利用光线散射的特性,提出一种多项式近似的方法;通过解析双层介质光线散射公式,能实现实时地绘制双层介质中不同光源分布、不同介质特性下的光线散射效果.