相干信号到达方向估计的对称子阵列组合技术

本文提出了一种新的相干信号高分辨率处理方法。该方法通过阵列数据矩阵的变换和对称子阵列协方差矩阵的组合,并利用旋转不变技术有效地实现了相干信号到达方向的估计。理论分析和计算机模拟结果表明,此项技术具有优良的估计性能,较强的去相干能力以及较高的运算时效和阵列孔径利用率。

多尺度阵列嵌套组合反演宾川气枪源区横波速度结构

本文基于多尺度阵列嵌套组合的方式,利用频率-贝塞尔变换法(Frequency-Bessel,F-J方法)提取背景噪声面波频散信息,通过多个阵列融合的频散曲线反演得到宾川气枪发射台周边不同深度的横波速度结构.结果显示:浅层一阶面波频散信息的加入,使得基阶反演结果更加收敛,反演深度加深到8 km;深度在8 km以下的结构的研究利用多尺度阵列(密集台阵—宾川气枪台网—云南区域地震台网)嵌套组合的方式,面波基阶低频信息从0.55 Hz拓宽到0.008 Hz,使横波速度结构的反演深度显著增加,同时对反演过程提供约束,使得70 km深度以上的横波速度更收敛.由此本文所得的横波速度结构为该区地下结构的探测提供基础,多尺度阵列嵌套组合频散谱的研究方式也为以后区域结构的研究提供一种新的方法和思路.

采用组合透镜阵列准直半导体激光器线阵

为了满足半导体激光器线阵的远距离应用要求,需要对激光束进行准直处理。提出了一种由垂直双半圆柱透镜组合阵列构成的准直器,采用光线追迹的方法推导了激光束通过准直器的传输方程,分析了光线出射角与透镜阵列参数之间的关系,得出了准直器的最优设计参数,然后在Zemax-EE非序列模式下仿真了此准直器的三维效果图以及探测器成像效果,得到的激光光斑接近于矩形,非相干照度集中在中央区域,并且经过准直器后的发散角大约为3mrad。设计的准直透镜可以同时压缩快慢轴的激光束发散角,制作简单,安装方便。

16单元组合式矩形径向线螺旋阵列天线的设计

提出并研究了一种组合式矩形径向线螺旋阵列天线。介绍该天线的提出背景及工作原理,利用L型电磁组合探针设计和数值模拟了口径为180×180mm的C波段16单元组合式矩形径向线螺旋阵列天线,并对其进行实验验证。模拟结果表明:该天线在中心频率4.0GHz下,增益18.74dB,轴向轴比值0.567;在3.8～4.0GHz的频率范围内增益大于18.27dB,轴比大于0.567,反射系数小于0.2。实验结果表明:该天线在3.8～4.0GHz的频率范围内增益大于17.5dB,口径效率大于83%,驻波比小于1.5。

多口径组合阵列子空间DOA测向算法

现有各类子空间DOA测向算法为避免阵列模糊一般要求阵元间距小于半波长,但为获得更好的测向性能又需要较大的阵列尺寸,这需要大量的阵元,提高系统复杂度和成本.为克服这个问题,本文基于多重信号分类(MUSIC)算法提出一种采用半径不同的多口径组合阵列进行DOA测向方法.其中小尺寸阵列能够避免测向模糊问题,同时对空间谱起到平滑作用,从而降低空间谱计算复杂度;而具有较少阵元数目的大尺寸阵列主要用于提高测向算法精度和分辨力.本文给出算法的原理与实现步骤,并对算法精度和分辨力进行了分析和仿真,理论分析和仿真结果表明算法的有效性.

水平组合阵列的时反被动定位特性研究

在浅海波导中,大孔径的水平时反阵可以对声源实现有效的被动定位。对于单个水平阵而言,当声源位于水平阵端射方向时,水平阵的被动时反定位性能最好。当声源偏离端射方向时,水平时反阵的定位性能会迅速下降,直至对目标的被动定位失效。本文研究了单个水平时反阵的可视区域,并提出了一种组合式的水平时反阵,有效地克服了单水平阵被动时反定位性能随声源入射方向改变而下降的不足。

组合阵列相干声源激发局部大气不均匀体分布特性研究

声波作为具有能量的机械波,在传播过程中与大气相互作用,扰动大气湍流的时空分布特性。本文基于声波的波动方程和叠加原理,结合大气折射率与大气物理参数的关系式,通过理论建模和仿真模拟,数值分析了基于单个点阵列相干声源的五种不同类型组合阵列相干声源模型激发的人工折射率不均匀体分布情况。结果表明:组合阵列声源在局部空间平面上激发的不均匀体分布特征受阵列声源的数量和分布位置共同影响,组合阵列模型内部声源个数越多,激发出的人工不均匀体的数量级以及起伏更大,同时声波之间的干涉条纹也更加的明显。本文为生成或抑制湍流效应提供了新思路,数值计算结果可为光工程选择合适的声源模型提供依据。

随机错位组合阵列分级波束旁瓣控制方法

为了降低水下大型声呐阵列波束形成算法的工程实现难度,可采用阵元级分区波束扫描模式的大型平面阵列,无需改变每个扫描分区内的阵元幅相权,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描。但该模式会带来高旁瓣问题。针对此,文中提出一种基于规则子阵的随机错位组合阵列设计方法,打破现有研究方法中错位量为整数倍阵元间距的限制,利用遗传算法同时对子阵相邻列错位量与子阵级权系数进行联合优化,以主旁瓣比作为适应度函数,使得综合方向图最高旁瓣最低,从而降低了由于子阵级大阵元间距带来的栅瓣效应。仿真结果表明,采用随机错位的子阵结构,优化后的阵型和权系数能够有效避免大分区下带来的高旁瓣,在不同分区内都能获得较高的主旁瓣比,对于旁瓣的控制效果优于现有错位组合阵列方法,验证了随机错位组合阵列设计优化方法的有效性。

一种新的二维空间谱估计方法——二维组合阵列ESPRIT

本文提出了一种新的二维空间谱估计方法:二维组合阵列(combined array)ESPRIT法简称2DCA-ESPRIT。它在ESPRIT的基础上,利用并列线阵的各种阵元组合形式,实现了对相干和非相干窄带信号源的二维参数估计,模拟实验表明,该方法在性能及时效方面较二维MUSIC方法均有明显的优势.

少稀土组合磁极Halbach永磁同步电机性能和材料成本研究

稀土永磁同步电机性能优越,但稀土永磁材料价格昂贵导致电机成本增加。因此,提出了一种新型少稀土永磁同步电机,其永磁体采用组合磁极Halbach结构。分析了少稀土组合磁极永磁同步电机的结构特点,并在此基础上,提出了少稀土T型、HAT型和LREH型三种组合磁极Halbach永磁同步电机拓扑结构。从电机空载反电动势、空载齿槽转矩和额定负载电磁转矩等方面分析了三种拓扑结构少稀土永磁同步电机,并与稀土永磁同步电机进行对比分析。在等转矩条件下研究了钕铁硼和铁氧体两种永磁体厚度对少稀土组合磁极永磁同步电机材料成本的影响。对比分析了稀土永磁同步电机和三种少稀土永磁同步电机的材料成本。有限元仿真结果表明LREH型少稀土组合磁极Halbach永磁同步电机具有更好的转矩性能和更低的材料成本。

圆环形阵元阵列的三维指向性比较

根据换能器基阵的指向性理论,对圆环形阵列进行分析,采用数值方法,对48个相同的圆环形阵元组成的矩形形式阵列和线阵列组合圆周阵列的指向性进行三维仿真。仿真结果表明,矩形形式阵列的指向性差异会随着长宽比的增大而增大,但同一矩阵形式阵列的指向性随着声频增高而变好;线阵列组合圆周阵旁瓣幅值最小,指向性最优。

生物听觉耦合机制的矢量组合阵方位估计方法

针对有限安装空间条件下小孔径基阵方位估计性能较差的问题,本文借鉴奥米亚棕蝇听觉系统的耦合放大机制,提出了一种基于仿生物听觉耦合系统的小孔径矢量组合阵方位估计方法。该方法利用单矢量传感器接收信号与噪声的声压和各个振速的相关特性设计了矢量声强滤波器,然后对小孔径组合阵声压通道接收数据进行滤波以提高信噪比,最后将仿生学听觉耦合机制拓展至该小孔径阵列,放大相邻阵元的相位差,从而获得具有较好DOA估计性能的CBF和MVDR方法。仿真结果表明:矢量听觉耦合算法在阵孔径小于常规10倍时,均可获得较好的空间谱,有效的提高的小平台阵列算法的性能。

基于传声器阵列的声源定位

采用基于时延估计(Time Delay Estimation,TDE)的声源定位技术,估计出目标声源到达不同麦克风阵元间的时间差,并结合平面五元十字阵的几何定位模型算法确定了声源位置。针对目前基于传声器阵列声源定位系统定位精度有待进一步提高的问题,提出一种新的定位算法,利用组合传声器阵列阵元相互之间几何位置关系,即通过多个传声器,多方向估计,多个阵列之间综合考虑,确定具有较高精度的声源位置。

井旁裂缝的声场模拟及反射波提取方法

针对现有阵列声波测井仪器,对井旁不同角度和不同位置裂缝的全波波列进行了数值模拟。结果表明,在现有仪器源距范围内,地层滑行纵波和滑行横波之间可能观测到清晰的反射纵波,而反射横波以及转换波由于到达时较晚,被湮没在滑行横波以及斯通利波中;对于水平缝或低角度缝,在全波波列中可观测到直达斯通利波和反射斯通利波。在此基础之上,以线性预测理论为基础,本文提出了一种适合于阵列声波测井测量方式的反射波提取方法,该方法有别于传统的波场分离方法,可针对阵列声波测井数据的特点有效地将反射波提取出来。特别是通过对不同的阵列数据进行道集组合,分别将上行反射波和下行反射波分离,进一步对反射波数据进行叠加,可增强反射波信息,提高信噪比。通过对现场实际数据进行处理,搞清了井旁附近的地质构造特征,验证了该方法的有效性和实用性。

同步可展机构的构型设计与运动学分析

文章针对可展机构展开运动过程中的不同步现象,提出了一种同步可展机构,并对机构进行了构型设计与运动学分析。首先,将同步齿轮传动与连杆机构相结合,基于锥齿轮的闭合传动原理,设计了一种可确保杆件同步运动的同步可展机构。其次,基于G-K公式,计算了机构的自由度。然后,根据同步可展机构的阵列组合方式,构建了三类同步可展体系。进一步建立机构在全局坐标系下的运动学分析模型,利用传递矩阵法对机构整体进行了运动学方程推导,并进行了数值仿真分析。最后,基于ADAMS对机构的运动情况进行了仿真分析。结果表明:机构能够实现单自由度精确同步展开,体现了机构在运动过程中的规律性和对称性。基于ADAMS的展开运动仿真结果与理论分析结果基本一致,验证了同步可展机构构型设计的合理性及所建立的分析模型的正确性。这种构型设计与分析方法同样适用于其他类型的同步可展机构及体系。

新型红外线遥控多通道开关系统的设计与实现

介绍了一种新型红外线遥控多通道开关系统的设计与实现方法,阐述了其组成结构和工作原理。该方法采用芯片组MC145206/145207进行编译码,并通过红外线遥控方式向单片机传送指令信号,实现了多通道控制。在发射电路中采用二极管组合逻辑开关阵列实现对开关按键编址,从而对受控电路进行选择控制;在接收控制电路中引入单片机,充分利用其软、硬件资源,使系统具有控制灵活、扩展方便、可实现多通道多功能控制等特点。

BDS导航接收机中宽调谐LC压控振荡器设计

针对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)导航接收机中压控振荡器不能同时兼顾宽调谐范围与低相位噪声等问题,采用台积电(TSMC)0.18μm射频(RF)互补金属-氧化物-半导体(CMOS)工艺设计了一款宽调谐低相噪的电感电容压控振荡器,并能够接收BDS-3中B1、B3两种频段信号。设计采用了一种压控可变电容阵列与开关电容阵列组合的结构,达到宽调谐范围与低相噪等特点,同时设计了一种可编程尾电流源阵列,通过数字控制信号使振荡器的输出摆幅更稳定。仿真结果表明:当电源电压为1.8 V时,振荡频率低频范围为2.178~2.697 GHz,高频范围为2.85~3.3 GHz;中心频率在2.5 GHz和3.1 GHz、频偏为1 MHz时的最低相位噪声分别为-121.9 dBc/Hz及-119.5 dBc/Hz;调谐增益的变化率分别为48.93%与78.08%;功耗为3.6~3.8 mW。

基于阵列探针组合仪的垂直井油水两相数据分析与模型建立

传统垂直井油水两相产出剖面采用单一持率仪和单一涡轮以居中的方式进行测量,只采集井筒中心处的局部持率和局部流速信息,只反映井筒中心处的流体信息,不能直观地反映井筒横截面上的流体流动状态,井筒中含水率从低含水到高含水的过渡时存在测量盲区.为此,本文首次尝试采用阵列探针组合仪(包括:阵列电阻持率仪、阵列电容持率仪和阵列涡轮仪),与常规单一电容持率仪、全井眼涡轮仪进行组合的方法,在垂直井油水两相中开展模拟实验.首先,通过实验数据和理论流型,绘制模拟实验流型图,并对流型流态进行二维成像.其次,利用三种持率仪进行了局部持率和平均持率的计算,对两种涡轮仪进行了局部流速的计算,并利用体积法计算出平均流速.然后,针对不同的仪器组合分别建立了漂移模型,进行了油水流量的计算及对比分析.研究表明:垂直井油水两相实验中,采用阵列探针组合仪测得的数据具有较高的精度,利用它们建立的漂移模型,能更精确的计算出油相和水相的流量,对垂直井油水两相中的动态监测提供一定的参考.

无线电遥控多路开关系统的设计

文章介绍了一种应用新型射频收发模块对,并结合编译码芯片组设计无线电遥控多路开关系统的方法。在该方法中详细阐述了无线电遥控开关系统的组成结构和工作原理。其中,在发射电路中我们采用二极管组合逻辑开关阵列实现对开关按键编址,从而对受控电路进行选择控制,明显降低了系统成本;在接收控制电路中引入单片机,通过充分利用其软、硬件资源,使系统具有优异的可扩展性、可升级性和操作方便等特点。

增加ECT系统投影数据的方法研究

由于受到电极极板数目的限制,目前电容层析成像系统的成像精度不高。如果要增加系统极板的数目,就需减小每块极板的面积,而这样做会降低系统的信噪比。通过细分、组合极板的方法,建立电容层析成像系统组合电容极板阵列。此方法增加了投影数据,提高了重建图像的精度。