递进式N×N型采样方式次谐波海洋湍流相位屏模拟方法

以N×N型采样方式次谐波法为基础,引入了递进式采样,提出了一种递进式N×N型采样方式次谐波法,用于数值模拟海洋湍流相位屏。该方法利用Nikishov提出的海水折射率波动谱模拟海洋湍流相位,通过相位结构函数和补偿效果验证该方法生成相位屏的准确性。通过改变递进区域个数、补偿阶数和谐波次数,比较分析相位屏参数对改变对相位屏准确性的影响。此外,将所提方法与N×N型采样方式次谐波法、改进的次谐波补偿法和改进的次谐波法进行比较。结果表明:递进式N×N型采样方式次谐波法只需谐波次数为11时,补偿效果即可达到0.9995,并且在准确度相同的情况下具有更快的模拟速度。

弱风条件下斜程海洋湍流中涡旋光束的传输特性

光束在海洋介质中传输会极大地受到海洋湍流的影响。此外,涡旋光束轨道角动量的复用会极大地提高系统容量,因此研究涡旋光束在海洋湍流中的传输具有重要意义。在水平海洋湍流理论基础上,创新性地构建了斜程路径上海洋湍流相位屏模型,以相位结构函数为依据验证了海洋湍流相位屏的准确性,根据多相位屏法搭建准直高斯涡旋光束在海洋湍流中的上行传输链路模型。数值模拟并分析了不同天顶角、海洋湍流内外尺度及拓扑荷数等其他海洋湍流参数对准直高斯涡旋光束经海洋湍流上行传输的光强及相位分布、光束漂移、轴上闪烁指数和长曝光光斑半径的影响。结果表明:涡旋光束的拓扑荷数越小、天顶角越小,光束受到湍流的影响越大;在海洋湍流上行传输链路中,准直高斯涡旋光束的光束漂移、轴上闪烁指数及长曝光光斑半径随海洋湍流外尺度的增大而增大,且主要受传输距离的影响;理想情况下,取海洋湍流外尺度为无穷大,会高估湍流对光束的影响;由于涡旋光束的本身特性,拓扑荷数对光强及相位分布和长曝光光斑半径的影响也较为显著。

基于外差干涉的涡旋光水下传输相位测量

涡旋光束在湍流介质中传输时,光束相位会受到湍流运动的影响产生畸变。采用了一种基于外差干涉的点像元相位提取方法,通过采集各个点在一个周期内的干涉条纹获得的相对相位,重构出涡旋光束经过水下湍流传输后的相位分布。通过功率谱反演法生成随机相位屏,完成不同湍流强度下涡旋光束的传输仿真,结果表明光束相位畸变随着湍流强度的增大而增加。搭建了实验装置,实现了水下环境的涡旋光传输及相位测量。实验结果表明,当涡旋光在存在湍流的水下传输时,其复振幅分布经历了较为复杂的传输过程,强度分布及相位均存在畸变,所采用的方法能精确测量出涡旋光的复杂相位分布,有效完成涡旋光的拓扑荷数识别。

空中目标动态HRRP特征可重构模拟方法

针对目前无源模拟技术无法实现目标动态电磁特征模拟的问题,提出了一种利用相位调制表面(phase-switched screen, PSS)进行空中目标动态高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP)特征可重构的模拟方法。以无人直升机旋翼为例,对旋翼的运动状态进行了建模,并详细分析了其动态HRRP特征。另外,通过建立PSS的周期调制信号模型,详细分析了PSS对雷达入射波的调控效果。在此基础上,提出了一种调制频率时变的PSS可重构模拟方法,该方法能够生成随时间变化的可控谐波分量,模拟产生的谐波分量与无人直升机旋翼的动态HRRP特征变化规律相似。通过仿真数据对比分析,调制频率时变的PSS可重构模拟方法能够实现无人直升机旋翼的动态HRRP特征模拟效果。

激光在动态大气湍流中的传播特性研究

激光束在大气中传播的过程中会受到大气湍流的影响,导致光斑发生畸变,影响光束质量,并且在真实情况下湍流是随着时间变化的。本文针对这一问题,基于傅里叶变换的谱反演法建立了湍流相位屏模型,并根据湍流冻结法获得动态相位屏,开展了激光在不同强度的动态大气湍流中传输的仿真研究。仿真结果表明:对于相同的激光束,在相同时间内的光斑畸变随着大气湍流强度的增加而增加,并且接收到的功率密度整体上减小,起伏增加。

太阳电池阵基板锁相红外检测中的缺陷特征分析

针对太阳电池阵基板在制造过程中产生的脱黏缺陷产生的质量问题,开展锁相红外热成像检测研究。通过设计与电池阵基板脱黏类型一致的对比试块,分析含胶均匀性、碳纤维网格致密性对检测图像的影响,获取真实脱黏缺陷特征信息及参数,实现自动筛选缺陷。测试结果表明,锁相红外热成像能够有效检出太阳电池基板脱黏缺陷,可以有效提高产品检测效率,减少检测人员的工作强度。

全息空间三维显示研究

本文基于计算全息、光电衍射再现及散射成像等技术,研究全息空间三维显示,利用随机相位抑制全息空间三维再现像的散斑噪声,实现高分辨率全息空间三维显示。同时,测试不同厚度的散射介质屏对三维成像的影响,探究全息空间三维显示的亮度变化规律。

Y型过滤器流动特性的数值模拟研究

过滤器作为管道中众多部件之一,其水力特性至关重要。为了准确了解某Y型过滤器内部流场特点和压降特征,采用多相流数值模拟方法对某Y型过滤器内部流场进行计算,得到了入口流速对压降和最大固相浓度的影响曲线,分析了压力、速度和固相颗粒分布规律。在过滤器内部,由于流体动能转化为压力势能和能量耗散原因,导致流体对固相颗粒的拖曳力降低,小于滤孔直径的固相颗粒主要堆积在滤网内部下端以及滤网和支管内壁之间,且颗粒直径越大,越容易出现大面积堆积,特别是粒径大于0.5 mm时。

离子推进器屏栅电源稳压控制方法研究

为了解决离子推进器屏栅电源在负载突变过程中产生的过压、过流等问题,对LLC谐振变换器采用移相-变频控制(PS-PFM)稳定输出电压,当采样电压低于设定值下限时,进入变频控制模式,当采样电压高于设定值上限时,进入移相控制模式。实验证明,相比于常用的调频控制,移相控制的加入能够解决轻载或空载模式下的电压飘高问题,通过PID参数的调整,可以实现负载跳变时的稳定快速调节,使输出电压保持在设定值;通过PCB布局与磁性元件优化设计,所研制的原理样机在额定情况下效率高达98.9%,功率密度可达6.47×10^(6)W/m^(3),在同等级的电源产品中具有优势。

钛系锂离子筛的制备研究

文章以二氧化钛(TiO_(2))和碳酸锂(Li_(2)CO_(3))作为钛源和锂源,通过高温固相法制备钛系锂离子筛前驱体Li_(2)TiO_(3)(LTO),用稀HCl对前驱体LTO进行酸洗,经Li^(+)与H^(+)交换后得到钛系锂离子筛H_(2)TiO_(3)(HTO)。通过XRD、SEM等手段对钛系锂离子筛结构、形貌进行表征。考察了煅烧温度、酸洗浓度、酸洗温度、酸洗时间等因素对钛系锂离子筛吸附性能的影响。实验结果表明:在850℃条件下煅烧10h,制备得到LTO。进一步将LTO在80℃的条件下用0.20mol/LHCl溶液酸洗6h,可制得HTO吸附剂。HTO吸附剂对溶液中锂离子的吸附容量(Q_e)最高达到28.83mg/g。

串联质谱联合气相质谱在新生儿重症监护病房遗传代谢病筛查诊断中的应用价值

目的探讨串联质谱(tandem mass spectrometry,MS/MS)联合气相质谱(gas phase mass spectrometry,GC-MS)在新生儿重症监护病房(neonatal intensive care unit,NICU)遗传代谢病(inherited metabolic disorders,IMD)筛查诊断中的应用价值。方法选取2020年1月至2021年12月解放军总医院第七医学中心NICU收治的3682例新生儿(其中足月儿1794例,早产儿1888例)为观察对象,采集干血斑行MS/MS遗传代谢病筛查。初次筛查阳性者重新采样复查并行尿液GC-MS检测。根据患儿代谢谱结合临床表现进行生化诊断。统计学方法采用χ^(2)检验。结果3682例NICU患儿中初筛阳性率为5.65%(208/3682),复筛阳性率为1.33%(49/3682),共生化诊断IMD患儿14例,总检出率为0.38%(14/3682),其中足月儿检出率高于早产儿[0.67%(12/1794)与0.11%(2/1888),χ^(2)=7.697,P=0.006]。14例IMD中,有机酸代谢异常11例,包括甲基丙二酸血症8例(57.1%)、戊二酸血症2例(14.3%)、3-甲基戊二烯酸尿症1例(7.1%);氨基酸代谢异常3例,包括尿素循环障碍2例(14.3%)、高苯丙氨酸血症1例(7.1%)。MS/MS初筛假阳性率为5.29%(194/3668),阳性预测值为6.73%(14/208)。召回复查后,二次MS/MS复测,假阳性率为0.95%(35/3668),阳性预测值为28.57%(14/49)。在各类MS/MS指标异常中,丙酰肉碱及其比值增高、戊二酰肉碱增高的阳性预测值高于氨基酸类代谢异常。结论NICU人群IMD发病率较高,且存在早产、感染等多种非遗传因素,干扰MS/MS代谢筛查结果。及时进行MS/MS复查及尿GC-MS分析可以提高诊断效率,明确生化诊断。

基于顶空-固相微萃取的饮用水中挥发性有机物非目标性筛选方法

VOCs在饮用水中存在较为广泛,在长期、持续饮用的情况下很容易对人体健康造成不同程度的危害,基于此,对饮用水中的挥发性有机物进行筛选具有重要的现实意义。本文采取实验方法,基于顶空-固相微萃取技术,对饮用水中挥发性有机物进行非目标性筛选,并得出了相应的结论。希望本文的研究内容能够为饮用水质量检测活动提供一定理论支持。

基于非周期PSS的SAR目标特征操控方法研究

本文介绍了一种合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)目标特征的操控方法,采用非周期相位调制表面(Phase-Switched Screen,PSS)实现对重要目标图像特性的有效压制.依靠PSS反射式防护手段,对雷达回波信号进行快-慢时间域的二维联合非周期相位调制,在SAR接收处理后可形成矩形块状压制区域.通过调控快时间与慢时间码元宽度,可以实现生成矩形区域的面积控制.该方法本质是一种无源防护方法,兼具响应时间快、不易暴露、设备简单等优势.在此基础上,本文提出了压制区域面积、压制区域干信比对特征操控效果进行表征,分析了PSS调制参数对操控效果的影响.最后,SAR实测数据仿真验证了所提方法的有效性.

适用于苏北地区日光温室的相变材料筛选与测试

为解决日光温室存在的问题,以苏北地区为例,根据苏北地区气候特点,筛选硬脂酸正丁酯(PCM1)、石蜡(PCM2)、石蜡与硬脂酸正丁酯按质量比5∶5配合的复合相变材料(PCM3)、90%Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O+2%硼砂+8%膨胀石墨(PCM4)共4组材料,通过差示扫描量热试验、热物理参数测定试验、蓄放热性能试验以及经济性分析,并采用熵权法进行多指标评价,结果PCM3以0.320的相对优属度位列第一。将所筛选出的PCM3应用于无后墙日光温室中,并以普通无后墙日光温室作为对照。试验结果表明,PCM3对温室内空气温度、土壤温度均有所优化,可有效缩小日光温室的昼夜温差,提高日光温室夜间温度,优化温室内热工性能。

基于快速傅里叶变换的高精度湍流相位屏模拟

在基于快速傅里叶变换的功率谱反演法模拟湍流相位屏时,可以用相位自相关矩阵的离散傅里叶变换得到的湍流离散功率谱代替理论功率谱。这种操作避免了标准FFT方法中低频和高频分量欠采样的缺点。但由自相关函数经傅立叶变换得到的离散功率谱中存在负值,这些负值会导致模拟误差。针对此问题,提出了一种简单、精确的大气湍流相位屏模拟方法。通过将离散功率谱中的负值加权到相邻正值的方式来补偿残余误差。仿真结果表明,最大相对误差可以减小到<0.00065%,比其他基于FFT的相位屏误差小两个数量级。

相位调制表面周期非均匀间歇调制方法

相位调制表面(PSS)作为一种电磁散射特性动态可调的人工电磁材料,可以通过控制电磁波的反射状态改变雷达目标特性,实现雷达目标模拟或假目标生成。针对相位调制表面周期间歇调制方法控制参数有限、调制效果单一的问题,提出相位调制表面周期非均匀间歇调制方法。在周期性间歇调制信号基础上构建周期性非均匀间歇调制信号模型,根据调制信号特点引入调制系数,对相位调制表面控制参数维度进行扩展。通过理论推导,分析PSS周期非均匀调制方法对雷达线性调频信号的影响。仿真实验结果表明,相比于PSS周期间歇调制方法,该方法具有更为灵活的调制样式和更为多样的调制结果,在雷达目标模拟、雷达目标特性调控等方面具有较高的应用价值。

海洋湍流外尺度对高斯光束传输特性的影响

针对功率谱反演法模拟的海洋湍流相位屏中缺乏外尺度对光学特性影响的模型,基于Nikishov海洋湍流功率谱模型,提出一种指数型外尺度的Nikishov谱的修正模型,并通过功率谱的收敛性质及标准化光谱对该模型进行验证。相比于已有的包含外尺度参量的功率谱模型,该修正谱形式较为简单,便于分离变量,可在后续的研究中基于波动光学理论借助超几何函数对光学参量理论公式进行推导。基于该功率谱修正模型建立复合海水信道湍流相位屏仿真模型,针对功率谱反演法生成的相位屏存在低频信息不足的缺陷采用低频次谐波进行补偿,通过光线追踪的蒙特卡洛统计方法分析了湍流外尺度对高斯光束光学特性以及信号时域扩展特性的影响。波动理论数值计算与基于相位屏的仿真结果一致表明:在弱湍流条件下,海洋湍流外尺度对准直高斯光束光束扩展、质心漂移特性的影响较大,对光强闪烁的影响较小;海洋湍流外尺度对时域展宽影响较小,湍流影响下的信号时域扩展与传输距离近似呈现二次函数关系。

基于相位调制表面角反射器的ISAR图像调制方法

针对空中目标对抗逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像侦察的无源防护手段防护面积有限和灵活性不足的问题,提出了一种基于相位调制表面(phase-switched screen,PSS)角反射器的ISAR图像调制方法.分析了互旋角反射器结构在施加PSS周期调制前后的ISAR成像特性,揭示了其对ISAR图像的干扰特点;基于距离向干扰的扩展需求,分析了PSS双极性调制波形和三角阶梯相位调制波形的频谱特性,并据此制定了不同的干扰策略;设计仿真实验,分析了在互旋PSS角反射器上加载不同的调制信号的干扰效果.仿真结果表明:未施加PSS调制时,互旋角反射器结构的距离向干扰范围仅受限于其物理尺寸;施加PSS调制之后,根据不同的策略可使距离向干扰范围扩展至3~7倍,上述仿真结果与理论分析一致.本文方法结合了有源干扰与无源干扰的优势,具有结构简单、成本低廉、隐蔽性好、使用灵活的优点,可使空中目标采用较小尺寸的无源防护装置即可灵活对抗ISAR成像侦察.

完美涡旋光束在大气湍流中的斜程传输特性

完美涡旋(POV)光束具有光束半径与拓扑荷数无关的特点,与其他涡旋光束相比具有更加稳定的空间强度分布特性。利用多相位屏法和傅里叶变换法,分析了POV光束在大气湍流中的斜程传输特性。采用光束漂移和孔径平均闪烁指数作为大气湍流影响光束质量的评价参数,对比了POV光束与高斯涡旋光束在相同传输条件下的光束质量。结果表明:相比于高斯涡旋光束,POV光束的光束稳定性更好。当拓扑荷数增大或天顶角减小时,POV光束抵抗大气湍流的能力增强。在不改变POV光束拓扑荷数的前提下增大其光束半径,也能提高POV光束对大气湍流的抵抗能力。

调频加网对于全息再现图像的影响

目的对全息图进行加网处理,实现计算全息图的二值化,将计算全息图应用于印刷领域。方法本文设计计算全息图进行调频加网的整体方案,讨论不同的加网算法对计算全息再现图像的质量影响。首先,对3幅不同类型的灰度图片进行计算全息编码得到全息图;然后利用误差扩散算法和抖动算法对全息图进行调频加网获得二值化全息图;之后通过光场重建得到全息再现图像。结果对全息再现图像进行峰值信噪比和结构相似性数据比较发现,误差扩散算法更适用于计算全息二值化处理,抖动加网使计算全息图产生周期性图案,导致再现全息图产生混频现象,全息再现图像的质量下降。结论加网导致全息图再现质量下降,误差扩散算法可以得到较好的再现像,适用于全息图的二值化处理;与此同时,抖动算法会产生混频现象,因此抖动算法并不适用于全息图二值化处理。