基于时间反演的多用户下行安全传输技术

无线通信是开放的自由空间,窃听用户可能在通信过程中对信息进行窃取.针对多用户下行链路的信息泄露问题,提出一种基于时间反演(time reversal, TR)且采用波束赋形(beam forming, BF)技术优化的安全传输方案.该方案以最大化安全容量为多用户通信准则,建立多输入单输出(multiple-input single-output, MISO)窃听信道模型.一方面基站采用BF技术使信号在指定方向上增强,针对期望用户发送需求信号;另一方面由于TR技术对环境是自适应的,基站的信号在发射之前都要经过TR腔,其空时聚焦性使能量聚焦在合法接收方,保密性能更优.理论分析和仿真结果表明:与已有物理层安全方案相比,所提方案安全容量更高,误比特率更低.

大规模MIMO网络中基于时间反演的预编码技术

针对大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)网络中随基站天线数目与用户终端数目增多而引发的用户间干扰(inter user interference,IUI)问题,提出一种面向大规模MIMO的时间反演(time reversal,TR)预编码抗干扰技术。该方法在MIMO系统中先后历经信道探测、多径信道建模、干扰信道分析以及信道预编码矩阵设计,实现时间反演预编码信号在多径信道中IUI抑制传输,一方面在时间反演技术基础上进行信道优化,利用时间反演技术的时空聚焦性实现能量聚焦;另一方面利用迫零预编码技术降低大规模MIMO系统中用户间干扰与共道干扰。MATLAB仿真结果验证了基站天线数目、用户端终端数目对于大规模MIMO系统性能的影响,结果证明,时间反演预编码抗干扰技术可以使平均误比特率减小,并显著提高信干噪比和大规模MIMO系统的可达速率。

基于全电子技术的时间反演镜:从声波到微波

简要阐述了时间反演镜的应用背景和分类。从时间透镜原理出发,对声波时间反演镜的研究现状进行了综述,分析了基于全电子技术的声波时间反演镜3种实现方案,对方案中的关键模拟器件——色散延迟线需满足的指标进行了总结。最后介绍了两种微波时间反演镜的实现方案,两种方案都借鉴了声波时间反演镜实现技术。通过半实物仿真,在原理上实现了微波信号时间反演,对进一步研究微波时间反演镜具有一定的参考意义。

基于时间反演技术的无线传感器网络的隐蔽性研究

通过建立室内、街道和小树林3种电磁仿真模型来分析基于时间反演技术的无线传感器网络的隐蔽性。首先对基于时间反演技术的无线传感器网络的基本原理进行了介绍,然后对利用MATLAB所构建的电磁仿真模型进行性能分析,主要分析了时间反演技术的时-空聚焦特性对无线传感器网络的隐蔽性性能的提高。

基于电磁时间反演算法的复合材料无损检测成像

随着非金属复合材料的应用场景日益增加,对其进行无损检测的需求也日渐迫切,针对以上问题提出了一种基于电磁时间反演原理,使用时间反演多信号分类法进行非金属复合材料无损检测成像的技术。通过将无损待测物和有损待测物的S参数信息做差,得到缺陷所提供的信道响应信息,对其进行特征值分解,得到所需要的天线激励幅度与相位,回发后使得场集中于缺陷位置,利用时间反演多信号分类法得到成像结果。实验结果表明,所提出的方法可以实现对非金属复合材料的高精度、高分辨率的无损检测成像,缺陷大小0.13λ,误差仅为0.06λ,技术新颖,具有极大的应用价值。

时间反演技术的未来发展应用研究

时间反演技术的时空聚焦特性及其应用近十年来被广泛研究,尤其利用复杂的电磁场多径环境下具有的时空聚焦特性在无线通信和功率合成两方面领域中的应用基础研究使得近年来基于时间反演的电磁波研究得到了长足的发展。本综述首先介绍了时间反演技术在电磁场领域各个系统的应用原理和最新研究进展,其次就时间反演技术的未来发展趋势和面临的挑战进行了讨论。

一种基于声线理论的声速剖面反演技术的研究

本文讨论了采用声线理论反演声速剖面中所涉及的一些主要问题,例如声线模型,声线方程的求解方法,寻找特征声线的方法,声线传播时间计算方法,到达时间差的获取,时延估计方法,声速剖面的反演,声速剖面的经验正交函数的表示,拷贝时间差的获取,反演代价函数确定及EOF系数的确定,EOF的正交函数的确定和获取背景声场平均声速的获取,海洋环境的模型选取。

基于可重构天线的时间反演安全通信方法

方向图可重构天线可以选择信号传播的空间信道,而时间反演技术可以回溯信号的传播路径(空间聚焦特点)。因此,文中将时间反演技术和方向图可重构天线技术结合可以产生多个具有不同截获位置的信号。将信息分别调制到这些信号上,可以改善信息传播的安全性。文中,利用MATLAB所构建的电磁仿真模型模拟室内空间环境,对这一方法进行了仿真研究。

新型老空底板奥灰突水:成因机制及防控技术

河北峰峰矿区辛安矿2021年“10·25”小煤窑区奥陶系灰岩(简称奥灰)突水,导致矿井生产水平被淹,矿井停产。对事故成因进行了剖析,提出老空区底板奥灰岩溶水突(涌)水概念,总结其区别于采动引发老空透水或底板突水事故的内涵及外延,揭示浅部老空区底板奥灰承压水储能释放动态演化的突水机制。基于区域奥灰岩溶演化史,采用流场分析、数值模拟以及探治工程揭露,确定区域奥灰岩溶强径流带在井田内的展布形态,建立岩溶水动力场模型,应用人工智能及深度学习方法反演辛安矿“10·25”突水时间及空间位置。针对煤矿采空区底板奥灰突水特点及难点,提出流场树靶、探治结合、新旧共治“三位一体”的水害防控技术体系,经过3个阶段治理实践,不仅3个老旧突水点共1080 m^(3)/h涌水量以及新突水点稳定涌水量3600 m^(3)/h得到完全封堵,且矿井原正常涌水量2040 m^(3)/h下降到1020 m^(3)/h,效果超出预期目标。

SVM辅助的GPS SNR雪深时间序列反演

研究了GPS干涉反射技术GPS-IR(GPS-Interferometric Reflectometry);在利用GPS卫星SNR信号进行积雪深度探测的基础上构建了支持向量机SVM(Support Vector Machine)辅助的GPS SNR雪深时间序列反演模型;对积雪深度进行时间序列预报和与传统GPS-IR积雪探测模型进行精度对比分析。实验结果显示,相比传统GPS-IR雪深反演模型,SVM辅助的GPS SNR雪深时间序列反演模型的雪深预报结果的精度更高,也更符合实测雪深的变化趋势,可为地面积雪雪深反演提供新方法。

地基GNSS水汽反演及其在极端天气中的应用研究

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)作为一项颠覆性的导航技术,在诸多重要领域(如测绘、气象、交通、环境和农业等)都得到了广泛的应用。GNSS作为一种新型的水汽探测手段,具有重要的研究前景和应用潜力。它克服了传统气象观测水汽的诸多缺点(成本高、时间分辨率低、仪器偏差与漂移影响较大、易受天气影响等),能够实时反映大气环境的变化规律,全天候地获取全球大气水汽信息。然而,GNSS气象学作为一项快速发展的学科,在多尺度的天气灾害事件监测与预报模型的应用研究中还很有限。

大型地区电网调度控制系统海量历史数据处理技术

随着电网规模扩大和集约化运行管理体系的建设,地区电网调度控制系统监控范围急剧增加,传统以商用数据库为基础的历史数据管理技术和早期使用时间序列数据库的历史数据管理技术已不能满足大型地区电网调度运行和各类应用深化拓展的需要。结合商用数据库、文件系统,以时间序列数据库为重要存储手段的海量历史数据处理技术能很好地解决上述问题。文中首先介绍了以时间序列数据库为核心的历史数据管理体系架构,然后阐述了解决大容量、高效率、高可靠问题的关键技术,紧接着介绍了部分依赖历史时序数据的深化应用。该技术已成功应用于苏州电网调度控制系统,它很好地适应了"大运行"的要求,提升了地区电网调度运行水平,为地区智能电网建设提供了有力的技术支撑。

高精度三维地震勘探关键技术研究及应用

针对目前中西部三维地震勘探存在的主要问题,以晋城成庄和潞安五阳两个采区三维地震勘探项目为依托,进行了高精度三维地震勘探技术攻关研究,总结出一套适合中西部复杂地区的"高精度三维地震勘探技术",即:以合理得当的观测系统、行之有效的成孔工具、严密完善的质量保证体系为基础,采用高密度采集技术、层析反演静校正技术、叠前时间偏移技术和岩性反演解释技术来提高三维地震勘探的精度和准确率。其中高密度采集技术具有小采样间隔、高覆盖次数、宽方位角、均匀的炮检距道集等优点,在提高横向分辨率的同时,也有效提高其纵向分辨能力,有利于小断层、小陷落柱或其它小地质异常的识别及解释;层析反演静校正技术特别适用于山地复杂地表条件,是解决山地资料静校正的一种有效方法;叠前时间偏移技术适用于速度纵向发生变化,而横向速度变化不大的地区,能够实现真正的共—反射点叠加,具有较好的构造成像效果和保幅性;岩性反演解释技术是将连续观测的地震资料与具有高纵向分辨率的测井资料进行关联实行优势互补,提高三维地震资料的纵、横向分辨率和对地下地质情况的勘探研究程度高。二个采区的的应用效果表明,上述技术极大提高了煤炭地质勘探的精度、准确率和解决地质问题的能力。

用核磁共振反演识别流体类型

最新发展的核磁共振测井技术使我们能够采用双等待时间和双回波间隔获得CPMG回波串。由于不同流体的T1弛豫时间和扩散系数不同．所以孔隙介质中不同流体的视T2分布也不同，因此可从视T2的变化来分析流体的类型和特性。本文提出了两种新的核磁共振反演方法．将T2作为回波间隔和等待时间的函数．通过分析不同的T2分布获得流体饱和度。第一种方法是FET(编辑T2分布识别流体类型)法，用一个位移矩阵将每种流体的T2分布与总T2分布连接起来．采用奇异值分解(SVD)或Butler—Reeds—Dawson(BRD)算法使测量的视T2分布和模拟的T2分布之间的差异减至最小，从而得到每一种流体的饱和度及其T2分布。第二种方法称为GIFT(球形反演识别流体类型)法，用一个球形展开矩阵调节T1、T2弛豫和扩散下的磁化强度的变化，将每一种流体的模拟T2分布与CPMG回波串联系起来．通过将模拟回波串与测量回波串间的差异减至最小，得到每一种流体的饱和度及其T2分布。以这些新方法为基础，我们还对每一种流体引入了一个电阻率和核测井导出的加权矩阵，以提高用FET和GIFT反演的精度。用这种加权矩阵把核磁共振、电阻率及核测井分析综合为一种模型，给出了油藏的地层评价的新解法。

温米地区岩性圈闭勘探技术方法研究及效果分析

从研究砂泥岩阻抗特征入手,通过多井合成记录分析地震反射与砂泥岩对应关系,结合模型正演分析,总结出温米地区砂泥岩地震响应特征及沉积特征。在此研究的基础上,运用多属性提取与地震相分析相结合,初步圈定岩性圈闭;运用沿层雕刻、时间切片、测井约束反演等技术手段综合运用,确定河道展布,并圈定岩性边界,在温五-红胡区块的应用中取得良好效果。

时间反演电磁波超分辨率特性

时间反演电磁波在特定的远场环境下具有超分辨率特性.结合时间反演技术构建具有超分辨率特性的模型进行仿真,对结果分析后筛选出能够实现超分辨率特性的关键因素,可为实用的小型化、多天线无线通信系统的设计提供指导.

基于时间反演电磁波的微结构天线的单频点超分辨力聚焦研究

提出了在时间反演技术条件下单频的电磁波信号可以实现超分辨力聚焦这一思路,并基于信道理论推导了该思路的可行性;基于传统的同轴探针结构建立了间距为1/4波长的微结构模型,仿真结果证实了该模型结合时间反演技术在单频信号和宽带信号激励时均可以表现出超分辨力聚焦特性,理论分析和仿真结果为单频以及多频带天线的超分辨力聚焦特性的研究提供了重要的指导作用。

微波无线能量传输与收集应用系统的研究进展及发展趋势

随着无线技术的发展,包括感应式、磁耦合谐振式等传统形式的无线能量传输方式传输距离限制的缺点愈发凸显,制约了其在更多领域的应用推广。而微波无线能量传输技术的出现为解决这一问题提供新的思路,逐渐成为近年来研究的热点。微波无线能量传输应用系统根据接收端的状态不同分为静态应用系统与动态应用系统两种形式。静态点对点的输能系统包括艾利波束传输系统、点对点传输系统;动态传输系统的实现有多种多样的形式,主流的技术包括:基于相控阵技术的微波无线能量传输系统;基于方向回溯技术的微波无线能量传输系统;基于时间反演的微波无线能量传输系统。本文从微波无线输能系统的架构,不同工作方式的输能系统进行研究技术发展总结,最后在现有微波无线输能系统的研究进展基础上,分析概括了微波无线能量传输应用系统的未来发展趋势。

基于时间反演的螺栓球节点连接状态监测研究

对于空间结构螺栓球节点连接,由于连接螺栓位于节点内部,导致内部螺栓发生松动较难被发现.提出了一种基于时间反演的螺栓球节点松动监测方法.利用ABAQUS软件建立螺栓球节点连接模型,获得螺栓预紧力和连接接触面积之间的相关关系.结合螺栓连接接触面积理论可知,节点松动发生时,球节点和杆件间的相对接触面积减小,影响应力波在传感器之间的传播和衰减,为所提方法提供了理论基础.设计制作了一个缩尺网架模型,通过对套筒施加不同的扭矩来模拟螺栓球节点的不同松动状态,在螺栓球和杆件表面粘贴压电陶瓷片作为驱动器和传感器,以应力波信号的聚焦峰值作为松动指标,利用时间反演技术实现对螺栓球节点连接状态的监测.通过模型试验验证了本文方法的有效性,以期为螺栓球节点连接的空间结构安全运营提供一定的保证.

UFO——奔向新文明的诱惑

当人们面对西落的残阳时,总会感到心灵的振颤,仿佛有一种魔力吸引人们去回想人类在许久以前的经历:人类来自何方?人类的故乡在何处?我们不得不承认也许在我们残留的记忆中,记录下了人类远古时从外星迁徙至地球的信息,也许正是人类的这种心灵的颤动和沉思产生了哲学、艺术、科学和技术这些使人类逐渐走向文明的动力.