带罩天线远场仿真中有效等效源的确定

采用平面波谱～表面积分法或口径积分一表面积分法计算带罩天线远场特性时,都需要把天线罩表面作为等效辐射源,等效源的确定直接影响到算法的精度和效率.通过对天线近场分布特性的分析,提出一种通用于多种外形天线罩的确定有效等效源的实用方法:在采用三次样条函数理论,为多种流线形天线罩建立具有统一数学表达式的天线罩外形方程的基础上,建立以天线口径中心为顶点的天线辐射锥面,把包含在锥面内部的罩体表面作为有效等效源.仿真结果与试验结果相比较,表明该等效源确定方法的正确性.     

天线-罩系统辐射特性的快速仿真

口径积分-表面积分法是带罩天线远场电性能数值仿真的常用方法,针对该法分析电中大尺寸天线-罩系统远场电性能计算效率过低的问题,提出了基于等效源区域分解的并行口径积分-表面积分算法。开发并在集群系统中实测了基于消息传递并行编程环境(MPI)的并行程序,作为应用计算了某弹载天线-罩系统远场辐射特性。仿真结果表明该并行算法的高效性和准确性。     

天线罩远场方向图的一种数值仿真方法

在分析天线罩综合电性能数值仿真方法基础上,结合平面波谱-表面积分法和样条函数理论,探讨了天线罩远场方向图的数值仿真方法.并根据加工后的天线罩实测数据,对其进行了实例计算,获得了较好效果.同时还重点讨论了由天线方程和天线罩曲面方程所确定的天线罩表面积分的积分区域的计算方法.     

一种天线罩结构的设计分析

针对天线罩对天线电性能的影响问题,提出采用天线的驻波参数来评价天线罩性能的新途径。在采用微波网络理论对天线罩进行分析的基础上来选定具体形式的天线罩。利用矩量法对选定的U形天线罩进行了研究,得出了天线罩的宽度、高度及厚度在不同频率下与天线驻波的关系。通过设计出符合要求的天线罩证明了算法的有效性。     

仿真模型参数对射流成型及侵彻影响分析

为了研究聚能射流成型及侵彻靶板计算中,药型罩罩顶壁厚上网格划分数目对射流成型及靶板径向尺寸对侵彻靶板的影响规律,采用有限差分仿真软件对聚能射流的成型及侵彻靶板进行了数值模拟,得出了不同计算方案下射流成型以及侵彻靶板的计算结果。通过对比分析,确定当药型罩罩顶厚度上划分至少4个网格,靶板径向尺寸至少2.25倍装药口径时,数值计算可得较理想的结果。     

关于减小天线罩瞄准误差的补偿方法的研究

天线罩是保护天线在恶劣环境下能够正常工作的一种装置,由于制造工艺、材料等因素的影响,其电性能指标往往难以满足设计要求,必须采取补偿措施。在分析了瞄准误差产生原因基础上,探讨了主要的补偿方法,并提出了减少瞄准误差的一种新方法—内廓面修磨法。     

基于远场的反射面天线馈源位姿调整方法

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4 m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。     

等离子天线重构特性数值计算

针对等离子天线重构特性进行研究,将Boltzmann方程与Maxwell方程相结合,建立了等离子体与电磁波相互作用模型,应用时域有限差分法对模型进行了数值计算,仿真验证了模型的正确性。在此基础上,在二维柱坐标系下建立了同轴线馈电等离子天线重构模型,数值计算了等离子天线近场方向图,仿真分析了等离子体状态参数对远场方向图及等离天线阻抗特性的影响。研究结果表明,随着等离子体状态参数的改变,等离子天线的辐射特性也随之发生改变,具有一定的重构特性。     

基于FDTD的天线远场快速算法

将FDTD法与二维离散余弦变换（2D-DCT）递归算法相结合计算天线远场,大幅提高了计算效率并降低了计算存储空间。采用2D-DCT递归算法对近场数据进行压缩,得到失真度较小的重构场,并用该重构场计算天线远场,数值仿真角反射器天线所得到的结果与实验测量结果吻合良好,说明该方法的有效性。     

微波段电单轴介质主轴方向确定及参数反演

给出了各向异性介质介电系数张量主系表达式和实验室系表达式之间的关系。讨论了实验室系中电单轴介质介电系数张量的特点。将各向异性介质沿三个正交方向切割成板状样品,分析了电磁波沿不同入射方向和不同极化情形下,样品板后向散射的特点。提出了一种测量板状样品后向散射场交叉极化分量并结合已有方法反演微波段电单轴各向异性介质参数和确定介质主轴方向的新方法。利用时域有限差分方法数值模拟了电各向异性板状材料的后向散射,并给出了参数反演和主轴方向确定的算例。理论分析和数值模拟结果表明,本文方法可应用于自由空间测量中电单轴各向异性介质主轴方向确定和介质参数测量。     

雷达罩电性能的优化

将雷达罩的各种电性能的优化问题统一表示为非线性规划的形式 ,并应用遗传算法 (GA)进行求解。将原有的解析法 (AM)做了改进 ,以改进的AM法的初步设计结果为基础 ,对雷达罩壁厚分布进行编码 ,并建立了基因代码与罩性能参量之间的制约关系。以雷达罩的透波率优化为例 ,对GA进行了具体说明 ,导出了有关的计算公式。通过对多层介质结构三维正切卵形雷达罩的设计 ,验证了方法的正确性与有效性。     

Remaining useful lifetime prediction for equipment based on nonlinear implicit degradation modeling

Nonlinearity and implicitness are common degradation features of the stochastic degradation equipment for prognostics.These features have an uncertain effect on the remaining useful life(RUL)prediction of the equipment.The current data-driven RUL prediction method has not systematically studied the nonlinear hidden degradation modeling and the RUL distribution function.This paper uses the nonlinear Wiener process to build a dual nonlinear implicit degradation model.Based on the historical measured data of similar equipment,the maximum likelihood estimation algorithm is used to estimate the fixed coefficients and the prior distribution of a random coefficient.Using the on-site measured data of the target equipment,the posterior distribution of a random coefficient and actual degradation state are step-by-step updated based on Bayesian inference and the extended Kalman filtering algorithm.The analytical form of the RUL distribution function is derived based on the first hitting time distribution.Combined with the two case studies,the proposed method is verified to have certain advantages over the existing methods in the accuracy of prediction.     

基于比例关系加速退化建模的设备剩余寿命在线预测

针对传统基于加速退化建模的剩余寿命在线预测方法需在特定共轭分布条件下才能实现漂移系数和扩散系数同步更新的问题,提出一种基于比例关系加速退化建模的设备剩余寿命在线预测方法。首先,在传统Wiener退化模型中引入扩散系数与漂移系数的比例关系,从建模角度保证了扩散系数与漂移系数同步更新的可能性。其次,提出一种基于两步极大似然的参数估计方法,实现对模型参数的合理估计。然后,基于加速因子不变原则制定退化数据折算规则,并采用卡尔曼滤波原理在线更新设备退化状态。最后,基于全概率公式,推导出常应力条件下设备剩余寿命的概率密度函数。以某型加速度计加速退化数据为例进行分析验证,证明了所提方法能够有效提升剩余寿命预测的准确性,具备工程应用价值。     

分层粗糙面的电磁散射研究

基于矩量法（method of moment,MOM）及基尔霍夫近似（Kirchhoff approximation,KA）研究了分层粗糙面的电磁散射问题。首先,利用经典MOM求解了上层粗糙面的总场,包括直接入射场及由其激发的直接散射场。然后,将锥形入射波引入到传统KA中,利用其求解了分层粗糙面的透射场。数值计算并讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度及分层粗糙面间距等参数对分层高斯粗糙面双站散射系数的影响。     

基于比例失效率退化模型的可靠性评估方法

针对不假定寿命分布类型的长寿命可靠性评估问题,提出一种不同于传统基于退化轨迹和退化量分布的退化数据可靠性评估方法。将时间视为类加速因子并作为协变量,通过引入比例风险模型来描述产品寿命与退化量失效率之间的关系,建立比例失效率退化模型;通过考虑分布簇之间的差异度来确定退化量分布类型,求出退化量基准失效函数及比例失效率系数;采用线性回归模型拟合出类加速模型参数估计,确定已知检测时刻下的退化量失效率函数,并外推产品在退化失效阈值下的寿命可靠度函数;结合实例分析,验证方法的实用性和有效性。     

基于一致性检验的航空发动机剩余寿命预测

针对目前没有将退化的多阶段性和维修前的退化数据用于维修后的剩余寿命预测问题,提出了一种基于多阶段Wiener过程的正态总体均值和变异系数一致性检验的剩余寿命预测方法。首先选用Wiener过程构建多阶段的退化模型;然后根据维修前后的退化监测数据,提出了正态总体均值的一致性检验方法,在检验结果的基础上根据变异系数的倒数构造H随机变量,提出了一种基于概率分布的数据一致性检验方法。最后,根据维修前后的退化数据的一致性检验结果,融合维修前后的退化数据进行剩余寿命的预测,通过预测误差对比结果证实了所提检验方法的有效性。     

基于竞争失效模式的数控机床可靠性建模

数控机床是复杂的机电一体化系统，其故障不仅包括由于机械磨损造成的性能退化失效，还包括电子器件等引起的突发性失效，数控机床故障是退化失效和突发失效竞争的结果. 故本文假设突发失效和退化失效相互独立并且都服从Weibull分布，综合考虑突发失效和性能退化之间的相关性和竞争关系进行数控机床可靠性建模研究. 采用最小二乘估计法估计模型参数，运用D检验法进行参数拟和性检验；得出了一种基于竞争失效模式分析的可靠性评估模型. 最后，以15台某系列数控机床60个故障数据对该方法进行验证，说明了该方法的有效性和可行性.     

基于相关系数方法的样本失效分布研究

在分析传统树叶图方法的基础上,指明了直观判断失效分布的弊端,提出了用量化理论曲线和试验曲线间相似度的方法来确定样本失效分布的思想,进而考虑用相关系数方法来量化曲线间的相似度。在分析数据平滑的重要意义的基础上,用小波分析提取了数据轮廓,进而首次将平滑数据和理论数据的相关系数用于样本失效分布的确定。实验结果表明,基于平滑数据相关系数的相似度方法能够区分曲线间形状的差异,该方法为失效数据分布的判定提供了量的标准,因而是对原有树叶图方法的进一步补充和完善。