相阵列技术在民机机体气动噪声研究中的应用

麦克风相阵列测量技术是进行民机机体气动噪声研究的主要手段。针对民机机体气动噪声,开展了闭口风洞麦克风相阵列测量技术研究。提出了一种适用于闭口风洞气动噪声测量的阵列优化设计方法,分别设计了适用于民机增升装置、起落架气动噪声测量的阵列。将麦克风相阵列技术应用于某飞机增升装置缩比模型、起落架缩比模型气动噪声闭口风洞试验。研究结果显示:利用侧壁阵列清晰地识别出了增升装置主要气动噪声源,并显示出降噪措施的降噪效果;利用组合阵列,实现了较宽频率范围内起落架气动噪声源探测,识别出了起落架主要气动噪声源。

液晶光学相阵列相移单元的电压-相移特性

液晶光学相阵列是一种新型的光学相位调制器件,为分析器件中相移单元的电压-相移特性,建立了液晶相移单元的数学模型,并提出了一种混合差分迭代算法。该算法根据液晶分子在电场作用下的物理变化过程,在指向矢与电位的耦合迭代过程中,采用追赶法计算相移单元中的电位分布。根据该算法对相移单元中液晶指向矢的分布进行了仿真计算,进而对取向膜厚度、预倾角和液晶盒厚度对器件的电压-相移特性的影响进行了分析。结果表明,当电压处于阈值电压与饱和电压之间时,取向膜厚度对液晶的电压-相移特性的影响比较明显。

常规闭口风洞相阵列气动声学试验

传统气动声学研究观点认为,精确的声学测量要求风洞背景噪声和洞壁反射足够低,传声器测量结果有足够高的信噪比,这是大多数风洞无法达到的要求。近些年,基于声纳和雷达技术发展起来的麦克风相阵列技术可以通过增加阵列的传声器数目从而大幅提高声学测量的信噪比,具有噪声源研究和定位能力,并被成功地应用于非声学固壁风洞噪声源测量和噪声物理机制研究。作者基于相阵列波束生成频域算法研制出常规闭口风洞相阵列系统及相关技术,在FD-09风洞尝试进行了相阵列校准试验和某民机噪声测量试验。结果表明:相阵列技术能够准确捕捉到真实的校准声源,并从技术上验证了相阵列系统在常规闭口风洞测量气动噪声是有效的。

锐钛矿相TiO_(2)纳米棒阵列的制备及其在钙钛矿太阳电池中的应用

在钙钛矿太阳电池中,定向生长的TiO_(2)纳米棒阵列具有可控的排列结构,能够为电子的传输提供有序的径向传输通道,从而改善电子在界面间的分离与传输。本文通过水热法成功制备了长度为400 nm、直径为65 nm、面密度为160μ·m^(-2)的锐钛矿相TiO_(2)纳米棒阵列,使用摩尔比n(CH_(3)NH_(3)I):n(CH_(3)NH_(3)Br)=85:15的CH_(3)NH_(3)PbI_(3-x)Br_(x)薄膜作为钙钛矿光吸收层,spiro-OMeTAD作为空穴传输层组装了基于锐钛矿相TiO_(2)纳米棒阵列的钙钛矿太阳电池,研究了不同纳米棒阵列对钙钛矿太阳电池光伏性能的影响,结果表明,基于锐钛矿相TiO_(2)纳米棒阵列钙钛矿太阳电池在相对湿度为54%的空气环境下取得了14.35%的光电转换效率。

分布式相参阵列及其二维高精度方向估计

针对米波雷达波束宽及角分辨率低等问题,该文结合干涉雷达结构与2维方向估计方法,提出一种扩展孔径的分布式相参阵列及其2维方向估计方法。对于分布式孔径带来的测角模糊问题,该方法采用双尺度酉ESPRIT算法解模糊,再利用信号子空间与噪声子空间的渐近正交特性实现方位角与仰角的配对,从而得到高精度的方向估计,有效地扩展了孔径。最后用分段误差法(MIE)分析了分布式阵列2维方向估计的门限效应,并给出了填充系数门限与SNR门限的近似计算方法。仿真结果验证了该文提出的阵列及2维方向估计算法的有效性。

阵列幅度/相位误差的有源校正新方法

实际应用中的阵列存在幅度/相位响应误差,往往导致阵列高分辨算法性能的下降。对此本文给出一种阵列幅度/相位响应误差的有源校正新方法,它基于子空间正交理论,通过对误差建模,将阵列校正问题转换成误差参数估计问题,并利用经典的Lagrange乘子法方便地得到最优解。另外,此方法只需要一个已知方位的校正源,计算简便,无需迭代,可用于阵元位置已知的任意形状的阵列,更适用于实际阵列安装应用前的校正。通过半消声室实验对16-元圆环形声阵列进行了测试和校正,数据处理结果表明,本文所提的校正方法能够准确地估计出各阵元幅度/相位误差,且校正前后MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)波束形成的性能得到明显提高。

不等间距排列的球面高强度聚焦超声相控阵列

讨论了一种新型的不等间距排列的球面高强度聚焦超声相控阵列，通过阵元间的不等间距排列明显的降低了栅瓣，使在陈元间距在 ４λ的情况下，栅瓣低于－２０ ｄＢ．通过优化设计发现在 ０．５ ＭＨｚ的发射频率时，采用 ２３１个直径为 １０ ｍｍ的圆形阵元组成的球面阵列可以在轴向 １０～ １５ ｃｍ，径向半径 ２ ｃｍ的圆柱区域形成声强 ８００ Ｗ／ｃｍ２的高强度聚焦。同时还可形成多焦点，实现大肿瘤的超声热疗。

双基地MIMO雷达发射阵列幅相误差的旋转阵列校正法

双基地多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达可利用直达波进行幅相误差校正,但当直达波方向测量不准时,现有的校正算法性能会严重恶化。针对此问题,提出了一种新的基于子空间的旋转阵列幅相误差校正算法。该算法通过旋转发射阵列天线得到不同方位角的协方差矩阵,利用子空间算法估计通道的增益和相位误差。该算法无需已知直达波的入射角,只需已知发射阵列天线的旋转角度,即可同时完成发射通道幅相误差和直达波到达角的估计,且性能较好,计算机仿真和实测数据结果验证了算法的有效性。

阵列幅相误差条件下的目标方位估计

本文研究了一种改进的MUSIC法,可在一定阵列幅相误差条件下对多目标实现高分辨方位估计,有效地改善了原算法的参数估计性能,具有稳健性高、适用范围广以及工程实现简单等特点。通过大量的计算机仿真和水池实验表明,该方法具有较好的多目标分辨能力和方位估计精度,工程应用前景良好。

基于线性变换的阵列幅相误差自校正算法

针对天线阵列的幅相误差严重影响阵列测向算法估计性能的问题,提出了一种基于线性变换的阵列幅相误差自校正算法。该方法通过利用幅度相位特性一致的辅助阵元,进行矩阵的正交线性变换,并结合最小二乘法算法,有效地估计阵列的幅相误差系数和入射信号的波达方向。其不需要谱峰搜索,无特征分解运算,计算量小,复杂度低,可实现对阵列幅相误差的快速校正。计算机仿真实验结果验证了该算法估计性能的有效性。

阵列信号幅相一致性校正及FPGA实现

文章针对阵列信号处理中的由于阵元接收机和阵元位置扰动造成幅相不一致问题提出了一种基于比较法的解决方案,并利用FPGA加以实现。通过计算的位扩展保证校正精度,同时兼顾处理的实时性,同时将位置扰动带来的相位误差归一化到单阵元进行相位校正,并且利用了LVDS端口提高传输速率,提高了可实现性,通过仿真和试验证明了其可行性。

基于校正源抑制阵列幅相误差的DOA估计方法

经典的多重信号分类算法容易受到阵列幅相误差的影响,导致测向估计结果产生偏差。文章提出了一种校正源辅助的估计算法,通过阵列幅相误差系数和角度交替迭代,实现了阵列幅相误差和角度的联合估计。计算机仿真结果表明,算法能够对幅相误差进行纠偏同时估计目标角度,算法稳健性强。

基于AIS和Canopy+Kmeans算法的高频雷达阵列幅相校准

阵列通道幅相校准是高频地波雷达方位估计必不可少的环节。文中提出一种基于自动识别系统(AIS)和Canopy+Kmeans的聚类算法对阵列的幅相误差进行校准。AIS直接用于阵列幅相校准将会出现许多虚假和错误的校准值信息,因此还需要对AIS得到的校准值进行进一步筛选。该方法结合机器学习中的Canopy算法和Kmeans算法,利用AIS船只信号得到的幅度和相位校准值进行自动聚类,从而得到正确的幅度和相位校准值。校准之后的雷达数据用多重信号分类算法进行到达角(DOA)估计,DOA估计的准确度有了大幅的提高。

压印技术制备超高密度Si2Sb2Te5基相变存储阵列

采用低成本、高效率的压印技术实现了高密度相变存储器(PCRAM)存储阵列的制备,开发出Si2Sb2Te5(SST)新材料的4Gbit/inch2存储阵列,存储单元面积为0.04μm2;利用SEM观测压印获得的光刻胶图形阵列以及刻蚀后的SST存储阵列,其单元外形均具有高度的一致性,且单元特征尺寸的3倍标准差均小于6nm;利用AFM研究了SST存储单元的I-V特性,阈值电压为1.56V,高、低电阻态阻值变化超过两个数量级。实验结果表明了SST新材料及压印技术在PCRAM芯片中的应用价值。

基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向方法

大多数的超分辨测向方法都需要掌握准确的阵列流型,然而在实际应用当中,各阵元通道对信号的幅度增益和延时往往不一致,使得真正的阵列流型和它的理论模型之间存在一定的误差,最终造成测向性能的下降.针对这个问题,论文提出了一种基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向估计方法.首先对信号的空间谱函数进行变换判断出远场信号方向,接着根据远场信号子空间和噪声子空间的正交性估计出阵列误差并对数据进行校正,在此基础上通过矩阵分解判断出近场信号方向,同时还能够实现近场信号的定位.所提方法直接对信号空间谱函数分母的多项式求根得出信号方向和近场信号距离,回避了谱峰搜索的过程,在保证一定精度的前提下大大提高了计算速度.

实现复杂填充模式的阵列相圆法

一般的 CAD系统只能制作简单的填充符号模式 .文中用阵列相圆模型的设计思想 ,将圆看作多边形 (至少 12边形 ) ,对每个边进行拓扑连接 ,即可构成圆圈符号填充模式 ;再以此填充模式为基础 ,去掉某些边则为弧段 ,半径的不同则可产生曲率不同的弧 ;将不同的弧段相连可构成任意的曲线 ;最后 ,不同曲率半径的圆、弧、曲线和原有的点、线一起作为基本图元 ,便可组合成任意复杂的图案填充模式 .该方法已为石油地质制图需要设计制作了2 0 0多种地层岩性符号模式库 ,从而开辟了 CAD的新的应用领域 .

阵列式薄膜固相微萃取结合高效液相色谱-串联质谱法测定农产品中13种农药残留

目的 建立阵列式薄膜固相微萃取(array-thinfilmmicro-extraction,a TFME)结合高效液相色谱-串联三重四极杆质谱法检测农产品中13种农药残留的分析方法。方法 将样品粉碎匀浆,以聚丙烯腈-亲疏水平衡材料(polyacrylonitrile-hydrophile lipophile balance,PAN-HLB)作为a TFME薄膜材料振荡吸附30 min后,加入洗脱液(乙腈:甲醇:水=17:2:1,V:V:V)振荡洗脱30 min,采用Agilent Poroshell 120 EC-C18色谱柱(150 mm×3.0 mm,2.7μm)分离,以甲醇和0.1%甲酸溶液体系为流动相进行梯度洗脱,电喷雾离子源正离子扫描,多反应监测模式检测,基质匹配标准曲线法定量。结果 13种农药化合物在一定浓度范围内线性关系良好(r~2>0.99);在梨、大白菜、茶样品中检出限和定量限范围分别为0.08~1.20μg/kg和0.20~4.00μg/kg;选择空白样品在低、中、高3个水平进行添加回收实验,3种样品回收率分别为70%~114%、72%~121%、70%~121%。结论 本研究应用的a TFME前处理技术具有操作简便、效率高、有机试剂消耗低、可重复利用、灵敏度高的优势,可为农产品中农药的检测提供技术支持。

基于麦克风阵列的运动声源识别技术

麦克风相阵列测量技术是气动噪声研究的重要手段。针对利用麦克风相阵列技术识别运动声源的难点,对时域波束形成算法、解多普勒效应技术等核心技术开展了研究,建立了适用于运动声源的麦克风相阵列测量技术。通过运动声源仿真,验证了阵列数据处理算法,进而分析了航迹误差和数据长度对声源识别的影响。提出了一种考虑声传播相关性丢失问题的阵列优化设计方法,设计了满足无人机噪声飞行试验需求的阵列。在此基础上,基于某型无人机噪声飞行试验开展运动声源识别技术验证,实现了起飞和低空平飞状态螺旋桨和发动机噪声源的定位与识别。

多重巢式固相PCR-Array芯片用于高致病性病原微生物并行检测

提出了一种多重巢式固相PCR的方法,以微流控芯片为载体,采用紫外交联方式将寡核苷酸序列固定在芯片上,构建了阵列式固相PCR-阵列(PCR-Array)芯片,用于细菌和病毒类高致病性病原微生物的并行检测。选择新疆出血热病毒、埃博拉病毒、炭疽杆菌和布鲁氏菌4种代表性高致病性病原微生物为研究对象,通过基因工程手段构建了包含有炭疽杆菌和布鲁氏菌特异性基因片段的重组质粒载体,利用病毒包装技术构建了包含有两种病毒特异性基因片段的逆转录病毒颗粒,完成了4种高致病性病原微生物阳性标准品的制备,并以此作为实验样本,探究了多重巢式固相PCR-Array芯片的制备方法和扩增体系。结果表明,在优化的实验条件下,多重巢式固相PCR-Array芯片检测4种高致病性病原微生物的检出限达10 copy/μL以下量级。本方法灵敏度高,特异性好,同时,引物空间上的隔离避免了相互干扰,提高了检测通量,在多种病原微生物快速并行检测方面具有良好的应用前景。

基于二维干涉式APES算法的分布式相参阵盲DOA估计

结合干涉雷达的天线结构和二维波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法,提出一种基于二维干涉式幅相估计的分布式相参阵盲DOA估计算法。利用二维干涉式幅相估计算法的空间谱和模型阶数选择准则获得目标个数和目标方向余弦的粗估计;使用子阵间的相位中心偏移来获得目标方向余弦的精估计;针对分布孔径带来的测角模糊问题,采用双尺度解模糊算法实现分布式阵列的高精度方向估计。仿真结果验证了分布式相参阵的高精度测角性能及所提算法的有效性,也验证了分布阵DOA估计中存在基线模糊门限。