混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计

为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题,将时延器引入到该架构中,并研究基于时延器的混合预编码架构性能。讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题,分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能,提出了一种基于远近场的混合预编码算法,对所提算法和传统的混合预编码算法进行了仿真。仿真结果表明,所提算法在性能上优于传统算法,可以有效缓解混合远近场中的波束色散。

大空间采场远近场坚硬顶板井上下控制理论及技术体系

坚硬顶板特厚煤层开采采场空间大,矿压作用复杂,致使采场强矿压作用机理不清,并缺乏针对不同层位坚硬顶板的多点控制技术体系,必须在更大采场空间范围内研究坚硬顶板控制的新理论和新技术体系。笔者团队经过近15 a的产学研攻关,形成了大空间采场远近场坚硬顶板井上下控制理论及技术体系:针对岩层控制研究涉及空间不足,提出了大空间采场概念;基于顶板破断特征及矿压作用规律,定义了远场和近场坚硬顶板;兼顾采空区矸石压缩及覆岩块体的协调运动,建立了大空间采场远场坚硬顶板破断结构力学模型,揭示了远场坚硬顶板破断失稳的强矿压控制机理;基于弹性薄板理论,构建不同切顶工艺、9种组合边界条件下的近场坚硬顶板初次和周期破断力学模型,揭示了近场坚硬顶板定向造缝采场卸压机理;综合工作面参数、近场矿压作用等基础指标,以及临空开采、双系影响等强化条件,建立了强矿压分级预测评价体系,给出了4个不同级别矿压显现程度的量化指标及对应的控制技术;研发了坚硬顶板地面水平井体积压裂技术、地面垂直井分级压裂技术,发明了远场坚硬顶板裂缝扩展监测技术,有效解决了远场坚硬顶板强矿压难题;首创了坚硬顶板复合爆破定向精准造缝技术,开发了坚硬顶板液体炸药深孔爆破技术,发明了坚硬顶板链臂锯连续精准切割技术,实现了对近场坚硬顶板垮落形态及破断特征的精准控制;提出了坚硬顶板地面压裂+X的协同控制技术,实现了对远近场坚硬顶板的多点协同调控。基于以上研究成果,在塔山煤矿8204特厚煤层综放面开展了地面水平体积压裂+液体炸药深孔爆破协同控制现场试验,结果表明,在进入压裂爆破协同控制区域后,临空回采巷道顶底板及两帮移近量均小于388 mm;工作面中部支架最大阻力达到13295 kN,小于支架额定工作阻力15000 kN,工作面及回采巷道强矿压得到了有效控制。

面向超大规模MIMO的混合远近场通信

超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output, XL-MIMO)是未来6G通信系统的一个关键备选技术,可以大幅度提升未来通信系统的性能,如超高的频谱效率和空间分辨率、超低时延等。不同于现有研究工作主要关注于近场通信或远场通信,考虑更加实际的混合远近场通信场景,即通信系统中同时存在近场和远场用户。介绍了XL-MIMO系统中考虑混合远近场通信范式的重要性和混合远近场通信的信道建模,指出混合远近场通信场景中固有的关键特征,即能量扩散效应;详细介绍了3种典型的混合远近场通信场景:混合远近场的干扰分析、无线信能同传、物理层安全。针对上述典型场景,指出其在混合远近场通信中相较于近场通信/远场通信的根本区别和面临的关键设计难题。总结了混合远近场通信中仍需关注和亟待解决的开放性问题。

基于重加权l_1范数惩罚的远近场混合源定位算法

现有信源定位方法大多假定信源是远场源或近场源,而实际定位系统中往往存在远场源和近场源共存的情况.为实现远、近场源分离及高精度信源定位,本文在稀疏信号重构理论框架下提出了一种新的远近场混合源定位算法.该算法利用阵列协方差矩阵反对角线元素和重加权l_1范数惩罚获得所有信源的到达角(Direction Of Arrival,DOA)估计.在DOA估计的基础上,根据远场与近场源距离参数位于不同区间的特点利用一维搜索实现远、近场源分离以及近场源距离参数的估计.从理论角度分析了重加权l_1范数惩罚算法的重构性能.本文所提算法不仅同时适用于高斯和非高斯信号,而且无需多维搜索和参数配对,也无需信源数的先验信息,同时还可以获得较好的定位精度.计算机仿真结果验证了所提算法的有效性.

一种简化单模光纤远近场关系的新方法

本文给出了一种新的拟合单模光纤场分布的函数——高斯偶幂级数。计算机模拟及实验结果表明,本方法具有较高的精度,且计算省时,函数形式简单、汉克变换易于进行,为单模光纤远近场的简化提供了一条新的途径,对实际场分布测量具有较大的帮助。

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.

未知信号传播速度的TDOA测量远近场统一定位方法

到达时间差(TDOA)测量无法根据测量值判断当前定位过程是处于近场还是远场,因此设计远近场统一解形式的TDOA定位算法对于提高源目标位置参数估计性能具有重要意义。通过建立远近场都适用的统一形式TDOA测量方程,本文提出了一种信号传播速度未知情况下远近场统一解形式的非约束最小二乘(UWLS)定位方法,该方法既适用于近场,又适用于远场。同时利用优化模型中的约束条件,设计了约束最小二乘(CWLS)定位方法,减少了估计误差。对算法的仿真结果分析表明,所设计UWLS及CWLS算法既适用于近场,又适用于远场情况下的位置参数估计问题。随着远场距离的增加,UWLS及CWLS算法的估计误差基本保持不变,并且非常接近于克拉美罗(CRLB)下界值。

脉冲噪声环境下基于矩阵差分的远近场混合源定位

为了提高脉冲噪声环境下基于二阶协方差矩阵差分(COV-MD)的远近场混合源定位算法的估计性能,本文提出了基于分数低阶协方差矩阵差分(FLOC-MD)和基于压缩变换协方差矩阵差分(CTC-MD)的远近场混合源定位算法。所提出的算法首先利用一维MUSIC谱峰搜索获得远场源信号的方位角估计,然后利用矩阵差分法实现远近场信号源的分离得到扩展的近场源分数低阶协方差矩阵(或压缩变换协方差矩阵),最后在利用类旋转不变方法(ESPRIT-Like)估计得到的近场源方位角的基础上,再次利用一维MUSIC谱峰搜索获得近场源距离的估计。计算机仿真结果表明:CTC-MD算法和FLOC-MD算法在强脉冲和低信噪比情况下的估计性能都要明显优于COV-MD算法和其他基于二阶统计量的远近场混合源定位算法,同时CTC-MD算法的性能要好于FLOC-MD算法并且不依赖于脉冲噪声的先验信息。

对称阵列中基于原子范数的远近场混合源定位

目前现有的基于子空间和压缩感知的远近场混合源定位方法受到了网格划分的制约。同时现有方法大多仅考虑均匀阵列,缺乏对稀疏阵列定位场景的研究。文中提出了一种基于稀疏对称阵列的无网格远近场信源定位方法。该方法首先建立一个四阶累积量矩阵,利用阵列对称性质消除距离参数的影响。再利用原子范数理论,建立基于低秩矩阵重构的半正定规划问题,并通过非凸优化方法进行模型求解。进而利用范德蒙分解定理得到角度的估计值。再通过一维搜索方法来得到近场信源距离的估计值。该方法在实现角度估计时无需网格划分,因此具有较高的估计精度。该方法还能实现对信源类型的自动判断以及角度和距离参数的自动配对。同时,该方法不仅适用于均匀阵列,还适用于具有对称结构的稀疏阵列,具有更加广泛的应用场景。文中还通过一系列仿真实验验证了所提算法的有效性。

基于正交匹配追踪的远近场混合源定位算法

针对远近场混合源定位问题,提出了一种基于正交匹配追踪的参数估计算法。首先,提取接收数据协方差矩阵的反对角线元素作为新的数据向量,通过空域角度网格划分对向量进行稀疏表示;然后,利用正交匹配追踪(OMP)算法计算远场和近场目标的角度参数;接着,对空域进行距离网格划分,并构建与距离参数相关的稀疏重构问题;最后,利用OMP算法实现远近场目标的区分以及距离参数的求取。与以往的参数估计算法相比,该算法无需计算高阶统计量和进行矩阵分解,具有较低的计算复杂度;同时,由于OMP算法受信噪比和快拍数影响较小,故该算法在低信噪比和小快拍数下具有较高精度。

远近场关键层破断对采场矿压显现研究

通过理论计算对黄玉川煤矿226上01工作面顶板性质划分和关键层判断。按照薄板理论揭示了覆岩关键层“竖O-X”破断和“横O-X”破断两种形式,并对不同关键层的垮落步距进行了计算。运用数值模拟软件对回采期间覆岩运动规律进行了模拟计算,研究结果表明近场及远场关键层分别以悬臂梁和铰接岩梁形式垮落,研究结果与理论计算基本一致。结合现场观测分析,总结了初次来压和周期来压的规律,来压呈现大小周期来压现象,小周期来压为10m左右,大周期来压在30~40m,并进一步分析了大、小周期来压的原因,主要是由远近场关键层破断的耦合作用引起的。

坚硬顶板工作面冲击地压远近场联合监测预警技术

针对坚硬顶板和高应力的开采条件,提出了冲击地压远近场联合监测预警技术,采用ARAMISM/E微震监测系统进行远场监测,对工作面开采过程中微震事件的时空演化规律进行了分析,确定冲击地压预警指标值,建立联合指标对冲击地压进行预报。采用电磁辐射和煤体应力进行近场监测,确定工作面和两回采巷道电磁辐射强度预报值,结合煤体应力等值线的变化,对冲击危险性进行评价。应用实例表明采用冲击地压远近场联合监测预警技术后,成功预测了数次冲击地压,取得了较好的预测效果。

小球法测量超声水浸探头声场底座影响分析

使用平面、斜面、圆锥和无底座几种类型的小球反射体,对平面超声水浸探头的远近场分界点和声束宽度参数进行了测量,分析了当下主流测试标准中小球反射法测量时底座设定的发展趋势和合理性。

激光雷达合作目标设计及其在空间交会对接中的应用

激光雷达合作目标是激光交会对接雷达测量系统重要组成部分。针对激光交会对接雷达系统测量需求,首次采用远近场双合作目标设计方式,实现对激光信号原路返回,用于目标飞行器在远场时快速搜索捕获,近场时精确测量。对于远场合作目标采用了多维阵列构型,通过仿真分析,在有效视场90°×105°范围内最小有效反射面积不低于100 cm2,保证了对激光信号反射能力和目标捕获能力。所设计的激光雷达合作目标满足了激光交会对接雷达系统应用要求。

HF雷达阵列信道幅相特性的一种估计方法

使用空间谱估计中的多信号分类 (MUSIC)算法探测信号到达角 ,阵列天线互耦系数和信道相位精度直接影响到达角的精度和分辨率。对相控阵雷达无须远 /近场辅助信号源估计多个信道幅相值的方法进行了研究 ,并将此方法用于浙江舟山高频地波相控阵雷达系统 ,首先对阵列天线互耦系数进行测量估计 ,然后对系统的信道幅相值进行了实测估计和补偿 。

坚硬顶板工作面冲击地压监测预警技术

针对坚硬顶板和高应力的开采条件,提出了冲击地压远近场联合监测预警技术。采用ARAMISM/E微震监测系统进行远场监测,对工作面开采过程中微震事件的时空演化规律进行分析,确定冲击地压预警指标b、η、Mm、A(b)的值分别为0.58、1.52、2.32、7.85,建立联合指标对冲击地压进行预报。采用电磁辐射和煤体应力进行近场监测,确定工作面和两回采巷道电磁辐射强度预报值分别为154、131、136 m V,结合煤体应力等值线的变化,对冲击危险性进行评价。应用实例表明,采用冲击地压远近场联合监测预警技术后,成功预测了数次冲击地压,取得了较好的预测效果。

浅谈楚剧舞台扩声的音响设计

戏曲舞台扩声应将音响创作艺术与舞台扩声拾音、调音技术很好地结合起来,以期达到完美的音响艺术效果。将结合楚剧舞台扩声的工作实践,从楚剧的表演式与演唱特点出发,论述了楚剧舞台扩声的音响设计、音像一致性设计的主要内容,以及楚剧舞台演出时拾音的两种方式的比较,最后还就调音时必须把握好的两个平衡进行了简要描述。