基于线性反时间混沌理论的混沌信号模糊函数算法

从线性反时间混沌理论出发,提出一种混沌信号宽带模糊函数算法。在现有的宽带模糊函数算法中,时间尺度变换的混沌信号需要极大的运算量来得到,难以适应需要实时处理的工程环境。根据反时间混沌理论,噪声脉冲驱动下的线性系统能产生反时间混沌信号。通过不同时钟频率的数字系统产生脉冲信号,然后以此脉冲信号驱动相应的线性系统直接产生延迟和时间尺度变换后的反时间混沌信号,最后可通过相关处理方便地计算相应混沌信号的宽带模糊函数。通过理论推导和数值仿真阐述及分析该模糊函数算法,证明了该方法数字模拟混合的结构使其能方便应用于实际的工程之中。

时间反转直扩通信系统及性能分析

时间反转传输技术的空时聚焦特性能够有效地提升通信系统的性能.本文设计了一种将时间反转技术应用于直扩通信系统的方案,并对多径衰落信道下单用户和多用户系统的接收信干噪比、系统容量、误比特率等性能进行了理论分析与仿真验证.理论与仿真结果表明,通过时间反转预处理,直扩通信系统的性能得到了改善,且优于复杂度较高的多通道Rake接收的系统,且多径数目越多,优势越明显.

时间反转OFDM系统中增强安全性能的功率分配与人工噪声设计

时间反转技术特有的时空聚焦特性使其具有抗窃听能力.本文对提高时间反转正交频分复用系统安全性能的优化方案进行研究.首先,通过应用时间反转预滤波的时空聚焦特性来提高合法接收端相对于窃听端的信号强度;然后,以最大化保密速率为目标对子载波的功率分配进行优化.为进一步提升系统保密传输能力,利用循环前缀提供的自由度实现零空间人工噪声,在对窃听端形成有效干扰的同时,不对合法接收端造成影响.通过对子载波功率分配和人工噪声协方差阵进行联合优化,最大化系统的保密传输速率.仿真结果表明,所提优化方案能显著提高系统的保密速率.

基于Lamb波与虚拟时间反转的延时叠加成像算法

针对传统的延时叠加成像容易产生伪像而导致缺陷不易识别且成像清晰度差的问题,提出采用虚拟时间反转技术与椭圆定位法初步定位损伤区域,进而在对应的时间窗内截取差信号,最后结合延时叠加成像技术解决了伪像和清晰度问题。以ABAQUS软件仿真的方式模拟Lamb波在损伤铝板中的传播过程,首先利用虚拟时间反转法对初次响应信号进行处理而获得聚焦重构信号,然后利用准确的时间延时作椭圆以初步定位范围,从而得到对应的时间窗来截取差信号,最后结合延时叠加成像技术对损伤进行成像。仿真和试验结果表明:该方法降低了操作难度,提高了成像清晰度,能准确有效地识别损伤位置,提高了铝板的损伤定位检测精度。

利用Lamb波时间反转法的套筒灌浆连接缺陷位置检测

针对装配式建筑中套筒灌浆连接件缺陷位置难确定的问题,建立套筒灌浆连接结构有限元模型,采用Lamb波研究套筒灌浆连接结构中的传播规律.在确定最佳激励信号的基础上,检测出灌浆料损伤缺陷位置,同时设置无损伤测区与有损伤测区.结果表明,有损伤测区聚焦峰值与无损伤测区聚焦峰值均值相比下降11.70%,说明采用Lamb波时间反转法可实现预埋状态下套筒灌浆连接结构内部缺陷位置的判断.其对套筒灌浆连接缺陷定位是有效的,在结构无损检测领域具有良好的应用前景.

基于超声导波虚拟时间反转的多层异质金属粘接结构损伤定位

多层异质金属粘接结构由于其优异的比强度,被广泛用于承压设备,船舶,核装备等关键领域的核心部件,其长期服役在复杂苛刻的环境中,难免产生各种缺陷和损伤,进而影响装备服役安全。超声导波检测是一种潜在的无损检测方法,但是多层金属粘接结构中金属与非金属粘接层之间阻抗差异大,导致Lamb波传播特性复杂,很难通过基于时间信息的导波定位方法进行缺陷的检测和定位。故本文提出一种适用于多层结构的损伤存在概率成像方法并结合虚拟时间反转技术,对多层异质金属粘接结构的内表面缺陷进行无基准的检测和定位。结果表明,在几何尺寸为300 mm的板中,定位的缺陷坐标和实际缺陷位置中心坐标仅仅相差2.74 mm,实现了对多层异质金属粘接结构内表面损伤的精准定位成像。

基于改进时间反转法的叠合板叠合面缺陷检测研究

叠合板在混凝土浇筑过程会产生叠合面处脱空、裂纹等缺陷从而导致构件整体可靠性降低,影响建筑主体安全性能。本文基于Lamb波的改进时间反转法,将其应用于叠合板的叠合面缺陷检测研究,分析了该方法在钢筋桁架混凝土叠合板模型的适用性。首先确定了模型的运行条件并根据缺陷模型运行情况,提出了有效信号的提取方法及损伤指标,进而,通过设置不同深度的缺陷工况并对聚焦信号进行对比分析,由此识别构件的损伤程度。研究表明,本文建立的损伤指标与预设缺陷深度呈现明显的相关性和敏感性,且该方法的应用将能够准确识别叠合板叠合面缺陷位置及程度,具有良好的工程应用前景。

频域时间反转多用户系统的信干噪比和误比特率分析

为了更有效地将时间反转技术应用到正交频分复用系统中,推导了多天线频域时间反转预编码多用户系统的平均信干噪比和误比特率的表达式。通过推导信号功率均值的表达式和用户间干扰信号功率均值的近似表达式,得到用户的平均接收信干噪比的近似表达式,进而得到二进制相移键控调制下的平均误比特率的一个下界和近似表达式。仿真结果表明,推导的平均信干噪比的近似值与仿真结果很接近,近似BER值与仿真得到的平均BER值较为接近;通过增大速率回退因子和天线数,可明显提高平均信干噪比,降低误比特率。

下行时间反转非正交多址接入系统的设计与优化

针对时间反转多址接入系统在用户相关性较大时,用户间干扰严重,导致系统和速率下降问题,提出一种将时间反转多址接入技术与功率域非正交多址接入技术相结合的下行多址系统方案.将相关性较高的用户分为一组,组内用户符号采用非正交叠加传输的方式,不同用户组的符号采用时间反转滤波器进行预处理,实现多用户符号的同时同频传输.给出了一种用户分组算法,进一步在用户最小速率和基站的总发送功率约束下,采用迭代信干噪比注水算法优化用户的发送功率以最大化系统和速率.仿真结果表明,本文方案在配备单根发送天线、预滤波器采用迫零准则设计时高发送功率下的系统和速率比常规的时间反转多址接入方案约高30%;天线数目越多,性能优势越明显.

基于被动时间反转-自编码器的水声通信信号调制识别方法

海洋环境中存在的多径效应会影响水声通信信号的特征,降低调制识别准确率.为了减小多径效应对信号调制识别造成的干扰,本文提出了一种基于被动时间反转-自编码器的信号增强方法.利用水声通信信号中常见的同步信号作为探测信号,实现无外加信号的被动时间反转以及功率谱和平方谱两种频域特征的增强,并设计了卷积神经网络进行调制识别.网络模型经过Bellhop仿真水声信道和少量非测试环境的实测数据进行训练后,在3种与训练环境不同的实际水声信道下测试,所有调制信号识别准确率均高于80%,6种调制信号的平均识别准确率与已有文献中的方法相比至少提高了20个百分点.

基于微波时间反演算法的复合材料内部损伤检测

复合材料具有其优异的性能而被广泛应用于航空航天、电子和医疗等领域。然而,在复合材料的生产或使用过程中,难以避免地会产生裂纹、空洞、分层、脱黏等损伤,对复合材料的使用安全造成严重影响。因此,检测复合材料的损伤具有十分重要的意义。微波检测技术具有非接触、实时、高效、高对比度等优势。同时,微波时间反演算法可以为微波检测技术带来自适应聚焦和高分辨率的优势,因此,基于微波时间反演算法的微波检测技术在复合材料的无损检测中具有巨大潜力。文章基于微波时间反演算法和积分能量法对复合材料内部较小损伤进行检测,研究了不同传感器排列方式和传感器数量对检测结果的影响,讨论了提升检测质量的关键因素,实现了复合材料内部较小损伤的检测。

基于时间反转法的复合材料板声发射源定位

针对复合材料平板定位的声发射源定位问题,提出了一种基于数字增强技术的时间反转定位方法。考虑复合材料的各向异性对定位结果的影响,在原来时间反转定位的基础上,采用速度与角度拟合多项式消除各向异性对定位结果的影响,实现对复合材料板声源的精确定位。通过仿真对该方法进行验证,并与原方法定位结果进行对比。仿真结果表明本文提出的方法相比原方法具有较高的精度。

基于时间反转算法和归一化小波能量熵的套筒灌浆缺陷检测

灌浆套筒灌浆缺陷严重削弱预制装配式结构性能,需要发展有效的检测方法。在灌浆套筒表面黏贴压电陶瓷传感器,对直接接收信号进行时间反转处理,得到具有高信噪比的超声聚焦信号,借助快速傅里叶变换和归一化小波能量熵算法,对水平连接和竖向连接形式的套筒不同灌浆程度的聚焦信号进行频谱及能量分析。结果表明,相对于直接接收信号,经过时间反转算法处理的聚焦信号将幅值提高了25.4 dB,聚焦信号更适用于复杂连接环境下的套筒灌浆缺陷检测;基于归一化小波能量熵的缺陷评价指标可以定量反映灌浆套筒内部缺陷程度。

非正交多址光通信系统信道均衡的虚拟时反方法

室内非正交多址(non-orthogonal multiple access, NOMA)可见光通信系统(visible light communications, VLC)可实现高速率多用户通信,但多径效应会造成通信可靠性及用户公平性明显下降,为此,提出一种虚拟时间反转技术(virtual time reversal mirror, VTRM)对NOMA-VLC进行信道均衡,消除多径效应对通信过程的影响。分析了多用户场景下室内NOMA-VLC系统模型及其通信光链路的特性,依据光链路增益的稀疏特性采用稀疏度自适应匹配追踪(sparsity adaptive matching pursuit,SAMP)算法,估计NOMA-VLC系统的信道冲激响应(channel impulse response, CIR)。在此基础上,采用VTRM方法对NOMA-VLC进行信道均衡,通过VTRM的时空聚焦特性减少信道衰落影响,并重构接收信号,抑制多径效应。理论分析和实验结果表明:经论文算法均衡后的NOMAVLC系统,在满足前向纠错(forward error correction,FEC)误码率阈值的同时,用户1性能提高了4.4 dB,用户2性能提高了5.7 dB,两用户平均性能提高了5.05 dB,用户间性能差异由1.6 dB降为0.5 dB,为NOMA-VLC信道均衡提供了有效的解决方案。

磁共振短时间反转恢复序列联合液体衰减反转恢复序列对视神经炎的诊断价值

目的探讨短时间反转恢复序列(STIR)联合液体衰减反转恢复序列(FLAIR)对视神经炎(ON)的诊断价值。方法对2014年1月至2022年8月在我院确诊的86例ON患者行磁共振扫描,包括冠状面STIR序列、STIR-FLAIR序列及增强T1加权成像(T1WI)序列,对比和评价STIR序列、STIR-FLAIR序列对ON的诊断效果。结果STIR序列、STIR-FLAIR序列对显示视神经病变高信号一致性良好(κ_(STIR)=0.812,κ_(STIR)-FLAIR=0.869);STIR-FLAIR序列显示ON病变范围为(17±5)mm,明显大于STIR序列显示的(13±5)mm(t=5.60,P<0.001);STIR-FLAIR序列的标准信号强度(Sn)、ON病变信号强度/同侧眼眶内脂肪信号强度(SON/SIfat)及SON/对侧视神经信号强度(SON/SCON)指标均明显高于STIR序列(t值分别为2.02、5.23、6.08,P<0.001);对比2种序列的受试者工作特征曲线下面积(AUC),STIR-FLAIR序列对ON诊断效能明显高于STIR序列(Z=5.52,P<0.05)。结论联合应用STIR-FLAIR序列诊断ON具有更高的准确性,临床价值较高。

基于电磁时间反转的电网故障定位方法

提出一种基于电磁时间反转(EMTR)理论的电网故障定位新方法。首先讨论了EMTR技术在重大故障诊断中的适用性,利用经典的频域传输线方程,推导出解析表达式并推断故障的位置。其次讨论了所提出方法的准确性与记录故障产生的电磁暂态所采用的观测点数量的关系。然后举例说明了所提方法在时域的扩展。以一个小型同轴电缆系统为例,对实际故障进行硬模拟,验证了所提方法的有效性。最后,介绍了所提出的基于EMTR数据的故障定位方法在电磁瞬变电磁仿真案例中的应用。

基于混凝土的时间反转理论基本特性研究

混凝土结构内部复杂的环境易导致传统检测技术无法有效提取目标特征,致使采集的数据难以分析和解释,严重影响结构的损伤识别。为研究时间反转技术在混凝土介质中的基本特性,依据导波理论通过试验分析时间反转技术系统性能(信号稳定性、信号输入与输出关系、系统灵敏性)在混凝土介质中的适用性。研究结果表明,不同中心频率的聚焦信号波动范围在±4%以内具有很好的稳定性,低频下系统灵敏度更高,受外界干扰越强。

基于快时间反转变换的雷达目标检测算法

随机脉冲重复间隔雷达具备优良的抗干扰能力,可用于干扰环境下高速机动目标的检测任务。然而,针对这一问题的研究却并不充分。该问题的难点主要在于距离徙动、多普勒频率徙动和非均匀的慢时间采样。针对该问题,文中创新性地提出了一种具备低计算复杂度优点的高速机动目标检测算法。该算法首先通过快时间反转变换来校正距离徙动,然后再采用非均匀相位补偿技术,克服慢时间采样的非均匀性,完成对目标运动参数的估计,进而消除多普勒频率徙动并实现目标回波能量相参积累,随后通过恒虚警检测完成目标检测。最后,通过理论分析评估了所提算法的计算复杂度,并通过仿真实验验证了所提算法的有效性和低计算量优势。

基于时间反转的超声-概率成像算法的损伤定位研究

为了进行结构损伤的定位研究,该文提出一种改进的基于时间反转(TR)的超声-概率成像算法(TRPDI)。对贴于铝板表面的压电陶瓷片(PZT)施加电信号,使其产生能在铝板内部有较好传播性能的超声Lamb波,以Lamb波理论和时间反转理论为基础,对损伤指标进行优化,利用损伤成像算法分析试件损伤程度并确定损伤位置。采用3种不同的数据处理方式,获取信号中的有效成分,分别进行损伤的存在性判断和损伤的定位研究。试验证明基于时间反转的超声-概率成像算法能提高定位精度,在工程的损伤定位中具有较大的应用潜力。

同反相位回波顺序选择在肝铁沉积与脂肪肝诊断中的应用探讨

目的:探讨同反相位回波顺序选择在肝铁沉积与脂肪肝诊断中的价值。材料与方法:回顾性分析32例肝铁沉积及44例脂肪肝在同反相位回波不同顺序的MRI信号特点及信号差值。结果:肝铁沉积在opp-in序列信号反相位较正相位高,in-opp序列反相位较正相位低;opp-in序列中信号差值(正相位减去反相位)为-18.34±9.61,in-opp序列信号差值为40.56±23.11,二者有明显统计学差异(t值-12.789,P<0.001);in-opp序列中易误为脂肪肝。脂肪肝在opp-in序列信号反相位低于正相位;opp-in序列中信号差值为69.59±65.72,in-opp序列中信号差值为86.93±62.94,二者有明显统计学差异(t值-5.295,P<0.001)。in-opp序列同反相位差值更大,加重脂肪肝诊断。结论:肝脏同反相位序列回波顺序选择上,反相位在前,同相位在后,有利于肝铁沉积与脂肪肝的鉴别诊断。