高频地波雷达的阵列互耦校正

针对分布式高频地波雷达（HFSWR）的工程应用,研究了基于自适应混合算法（AHA）的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性.     

便携式近程高频地波雷达海流对比试验

为了验证便携式近程高频地波雷达的海流观测性能,利用海流计现场观测数据作为参照,分别评估从两个雷达站合成得到的矢量流精度和两个雷达站各自独立测量得到的径向流精度.根据矢量流评估结果,得到流速的均方根误差为10.37 cm/s,流向的均方根误差为15.12°;根据两个雷达站的径向流评估结果,得到其中一个雷达站测得的径向流均方根误差为10.83 cm/s,另一个雷达站的径向流均方根误差则为13.50 cm/s.对两个雷达接收到的海洋回波信号的信噪比进行分析,结果表明两个雷达站的径向流精度差别由回波信噪比引起.     

基于自动识别系统信息相关系数法的阵列幅相误差校准方案

针对高频地波雷达系统的工程应用,提出一种基于自动识别系统(automatic identification system, AIS)信息相关系数法进行阵列幅相误差校准的方法。该方法利用低信噪比的舰船回波信号,可以实现同步校正,不需要专门部署应答器,且成本低,对于不能借助直达波校准的单基地高频地波雷达系统同样适用。分析现场的实测数据结果表明,通过该方法对阵列幅相误差进行校准可以获得稳定的幅度、相位校准值,校准后多信号分类(multiple signal classification, MUSIC)空间谱估计方位角的准确性和分辨率得到大幅度提高,进而显著改善利用MUSIC算法估计海流方位角的高频地波雷达系统海流探测性能。     

天地波混合组网高频超视距雷达阵列幅相误差的校准方法

针对天地波混合组网高频超视距海洋探测雷达系统,研究了阵列通道幅相误差的校准方法。通过相位偏置,将各站不同频率的回波分离开来;利用直达波校正原理,以及双层优选直达波幅相校准系数的方法,优选出最稳定的地波站直达波的幅相校准系数进行阵列幅相误差的校准,实现天波直达波到达角的估计。试验结果表明,该方法可以有效地避免杂波干扰引起的、不正确的校准值的影响,从而获得稳定的幅度和相位校准值,实现对阵列实时的校正。在此基础上,将校准后船只航迹的定位与AIS数据进行对比,结果吻合,表明了方法的可行性。     

基于旋转阵列的MIMO雷达误差校正方法

针对集中式多输入多输出(MIMO)雷达发射端和接收端同时存在位置误差和幅相误差的问题,提出一种基于旋转阵列的误差校正方法.首先利用旋转阵列获得不同方位的回波数据,从而将耦合在一起的位置误差和幅相误差相分离,并通过解相位模糊得到虚拟阵列的位置信息,再根据虚拟阵列的形成原理,分别获得收发阵列的位置误差.然后,由回波数据协方差矩阵最大特征值所对应的归一化的特征向量求得发射端和接收端的幅相误差估计.最后通过仿真实验验证了方法的有效性和可行性.结果表明:在多种阵列误差并存的情况下,该方法复杂度低,能获得较精确的结果,且该方法还适用于非均匀MIMO雷达阵列.     

无须阵列校准的一种来波方向估计算法

针对高频地波雷达回波信号的特点,提出了一种基于4阶累积量的阵列无源校正的方法.利用海面上检测到的点目标的一维远场窄带信息构建虚拟DOA(direction of arrival)矩阵,利用冗余信息在低信噪比、短数据情况下进行高分辨阵列测向.该算法利用方程组求解,而不需搜索最优解,极大减少了计算量,便于实时跟踪.同时在处理阵列测向问题时,具有抗噪能力强、阵列孔径扩展和对DOA估计的选择性等功能.实验结果证明:在低信噪比和短数据的情况下,该方法具有可行性和工程应用性.     

浮标式高频地波雷达研制

浮标式高频地波雷达是一种能够突破传统地波雷达仅能沿海岸线布设的限制,通过接收天-地混合路径回波,将探测范围扩展至远海区域,大大增强雷达系统部署的灵活性的新型高频地波雷达。该系统具有可拓展性,具备进一步接纳雷达节点的能力,为多样性的应用提供了可能,该系统在国内是首次论证并自主设计,是我国海洋技术领域在十二五期间的863重点课题。浮标式高频地波雷达主要由地波雷达分系统、浮标平台分系统、软件子系统、电源通信运管分系统组成,其结构紧凑、功耗低,环境适应性好。通过研究浮标式高频地波雷达总体技术、多频段多通道并行的被动相参接收技术、基于多径多源信息融合算法反演技术、运动与姿态(多谱勒频移)补偿技术、圆形天线阵列及其自适应波束形成技术、浮标平台稳定性设计技术、海洋环境密闭防腐设计技术、电源通信运行管理控制技术,并在软件算法设计、浮标平台设计、低功耗雷达主机设计、雷达全自动化工作等方面进行重点突破,基本完成了浮标式高频地波雷达的研制开发任务。目前产品初装已全部完成,并已完成硬件联调,具备进行软件联调及外场试验阶段的条件。     

TR MIMO雷达低空目标DOA估计算法

为解决雷达对低空目标角度估计精度不高的问题,提出一种基于时间反转(TR)多输入多输出(MIMO)雷达的低空目标波达方向估计算法。该算法先利用TR技术的聚焦性能,获得回波信号矩阵;然后根据MIMO雷达波形的分集特性,推导出TR MIMO雷达的虚拟阵列形式;再通过行列复用,采用双向空间平滑(FBSS)算法解相干,有效地提高了低空目标的DOA估计精度。实验仿真结果表明:在信噪比为-10dB的条件下,该算法比传统MIMO雷达DOA估计算法的均方根误差平均减少了0.3°。     

MIMO雷达双向空间平滑的多径目标DOA估计算法

针对多径情况下MIMO雷达低角目标DOA估计问题,提出了一种基于双向空间平滑FBSS的样本复用MIMO雷达低角多径目标DOA估计算法。考虑到MIMO雷达相干信号测角时与多径信号测角时情况的不同,算法采用了MIMO雷达四路径回波信号模型,首先依据MIMO雷达波形分集的特性对接收信号匹配滤波得到虚拟阵列,在此基础上对虚拟阵列采取行列复用并分别进行双向空间平滑,有效提高了低信噪比条件下低角目标DOA估计精度。计算机仿真结果表明,在信噪比小于-12dB条件下,该算法比M-SSMUSIC算法的均方根误差平均减小了1°。     

用进化算法估计高频地波雷达海洋回波的DOA

提出了一种用于波达方向(DOA)估计的基于进化算法的最大似然超分辨算法,当信噪比不高、阵列输出数据较短的情况下,其性能比普通的超分辨算法有较大改善. 其中的进化算法结合了遗传算法和进化策略两种算法的优点,适于求解似然函数的多维搜索问题,与交替投影等算法比较,精度上有了较大提高. 对高频地波雷达海浪回波的实测数据处理结果表明了DOA估计方法是有效可行的.     

方便面油分近红外漫反射光谱特征波长的确定

建立反映方便面含油率与近红外漫反射光谱（ＮＩＲＤＲＳ）数据之间关系的数学模型即定标方程,是利用ＮＩＲＤＲＳ技术检测方便面含油率的前提,其中定标方程选入的特征波长与方便面含油率关系最密切,因此特征波长的确定是建立定标方程的关键本研究采用４０个方便面定标样品,其ＮＩＲＤＲＳ数据分别经一阶和二阶导数变换处理,运用逐步回归分析方法建立了相应的两个定标方程,复相关系数分别为０．９７８、０．９８６,标准差分别为０．４２４、０．３４２判定５７６９ｃｍ－１、５７８１ｃｍ－１两个波长是方便面油分在近红外区的特征吸收波长为证实特征波长的可靠性,研究通过实验和理论分析比较了棕榈油、面粉—棕榈油、方便面、面粉和水分的近红外漫反射光谱的吸收特征,证明用逐步回归方法挑选出的如上两个特征波长是可靠的     

多波束阵列天线系统信道校准方法

基于Butler矩阵多波束天线系统实现蜂窝小区覆盖的基本原理和对多波束相关系数与阵列单元间距关系的研究,提出了在天线方向图矢量中引入窗函数和改变阵列单元间距的方法以改进系统的性能.针对无线信道衰落特性的不确定性以及Butler矩阵多波束网络的随机误差,给出了一种多波束阵列天线幅相误差的改进校准方法.该方法采用非正弦信号AC(alternating code)码作为正交编码信号集,发送一组正交编码信号到多波束阵列天线,接收端相干检测并以向量的形式累积,通过正交编码矩阵的逆矩阵解码得到校正因子,利用校正因子对Butler多波束天线的幅相误差进行修正.仿真结果表明该校准算法准确、有效,经幅相误差校准的多波束阵列天线可以实现小区的多波束覆盖.     

湿式C/C制动材料的摩擦特性及其数值模拟

利用多元耦合场CVI工艺将炭毡增密至1.58 g/cm3,再进行树脂浸渍/炭化增密至1.85 g/cm3制备C/C复合材料。测试由其制成的摩擦实验环的湿式摩擦磨损性能,并利用软件建立的有限元模型对2 500 r/min及1.5 MPa时摩擦实验环的温度场分布进行模拟。结果表明:该湿式摩擦材料的摩擦因数在0.07~0.13间波动,当初始转速恒定时,摩擦因数随刹车压力的增大而减小;当刹车压力恒定时,摩擦因数先增大后减小。建立了C/C复合材料湿式制动过程模型,通过模拟获得了制动盘的各个部位温度场在本模拟研究中呈岛形分布,最高温度出现在0.875 s,这为制动材料的设计提供了参考。     

开式系统中水膜闪蒸换热特性的实验研究

针对开式系统中水膜闪蒸的换热特性进行了实验研究.实验参数选择如下:循环水过热度为1~15 K;闪蒸室压力分别为20.4、30.2、47.4 kPa;水膜厚度分别为100和300 mm;循环水流量分别为0.028、0.056、0.083 kg/s.实验结果表明:闪蒸换热系数的变化范围为60~140 kW/(m2.K),并随过热度的增大而减小,随闪蒸室内饱和压力的升高而增大,随水膜厚度的增大而减小.根据实验结果,基于闪蒸过程类似核态沸腾,给出了换热系数与各影响参数之间关系的实验关联式,与实验结果的误差小于27%.     

特高压输电导线直流电场下过冷雨滴碰撞系数

在早春或初冬,过冷雨滴撞击导线表面结冰、进而易于诱发导线舞动。对碰撞系数或导线覆冰的研究主要集中在风速、雨滴大小和导线直径等关键参数上,鲜见涉及电场作用的讨论。为了阐明直流电场对输电线路碰撞系数的影响,提出了雨滴质量流量的计算公式,并用Euler-Lagrange方法对雨滴撞击导线表面的过程进行了数值计算。利用Fluent软件分析了电场强度、雨滴电荷密度、导线截面形状、风速等对碰撞系数的影响。结果表明,碰撞系数随电场强度的增加而减小。当电场强度从0kV/cm增加到66.7kV/cm时,碰撞系数降低约33%。由于带电导线与雨滴之间会产生排斥作用,部分雨滴远离导线,导致碰撞系数降低。真实绞线在无电场作用下的碰撞系数略小于简化圆形截面的碰撞系数。在直流电场作用下,当风速达到8m/s时,导线的碰撞系数随风速的增大而减小。超过该阈值后,碰撞系数基本保持不变。     

一种基于缺陷地结构的双单元MIMO天线阵宽带解耦方法

基于缺陷地结构互耦抑制机理,研究了手机移动终端双单元多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)天线阵实现宽带解耦方法.该方法是在T型分支上加载3对不同长度的开口槽线,形成1对L型单极分支和2对I型单极分支,分别在不同频段内实现解耦,再联合实现宽带解耦的方式.测试结果表明,以-6 dB的反射系数值为标准,带宽能覆盖低频段75 MHz(685 MHz~760 MHz)和50 MHz(910 MHz~960 MHz),高频段880 MHz(1.65 GHz~2.53 GHz),天线单元间的耦合程度小于-15 dB,满足GSM900,LTE700,GSM1800,GSM1900,UMTS,LTE2300,LTE2500和2.4 GHz WLAN等常用通信频段的带宽需求,对于目前2G,3G,4G通信系统共存的市场局面也拥有良好的实际运用价值.该天线的增益在工作频段0.51~2.45 dBi变化,效率在60%以上,显示出了良好的辐射性能.     

离心铸造高铅锡青铜合金摩擦磨损性能研究

采用离心铸造方法制备了高铅锡青铜(ZCu Pb22Sn1.5)合金,研究了载荷和摩擦速度对其摩擦磨损性能的影响及摩擦磨损机理.研究发现:在0.05 m/s摩擦速度下,随着载荷的增加,高铅锡青铜合金摩擦系数减小,磨损率增加,当载荷增加到120 N后,摩擦系数趋于稳定;在100 N载荷下,随着摩擦速度的增加,摩擦系数逐渐减小,磨损率增加,摩擦速度增加到0.10 m/s以后,摩擦系数迅速减小,到0.20 m/s以后摩擦系数趋于稳定;当继续增加载荷和摩擦速度时,由于铅润滑膜的破坏而增加了磨损率.在摩擦磨损过程中容易在摩擦表面形成软质铅润滑膜从而起到耐磨作用.     

不同干密度压实黄土垂直积水入渗特性

为探究受干密度变化影响下的压实黄土垂直积水入渗特性,以延安黄土为例,利用自主研发的一套一维土柱垂直入渗试验装置,设置三组不同干密度压实土柱进行常水头积水入渗试验。结果表明：入渗率和湿润锋前进速率与压实黄土干密度存在负相关性,导致相同积水入渗时段,干密度越大,累积入渗量越少,湿润锋前进距离越短;干密度变化对入渗率影响主要体现在积水入渗前期,随时间推移影响程度逐渐减小;积水入渗试验中,同一深度相邻传感器响应时间间隔与压实黄土干密度存在正相关性,且干密度越大,土体增湿过程越相对缓慢;试验土体增湿过程中,渗透系数逐渐增大,介于10-9～10-4cm/s之间,当体积含水率在20%～30%时,渗透系数受干密度变化影响不明显,当体积含水率大于30%,干密度越大渗透系数越小;压实黄土增湿稳定时,体积含水率小于饱和态,渗透系数近似等于饱和渗透值。     

分光光度法测定草甘膦生产废水中草甘膦和甘氨酸的含量

在甘氨酸存在下用紫外分光光度计法测定草甘膦含量,所测废水体系中草甘膦质量分数为1.10%,该法RSD为0.836%,线性相关系数为0.999,表观摩尔吸光系数为6.53×103L/（mol.cm）.用可见光分光光度计法测定甘氨酸含量,考察了组分、缓冲液用量、显色剂配比、甘氨酸浓度等因素对分析的影响,测得废水中甘氨酸质量分数为1.58%,标准偏差为2.13%,线性相关系数为0.998,表观摩尔吸光系数为1.32×103L/（mol.cm）,分析实验值与实际值相吻合.     

容量间歇滴定法测定LiCoO2中Li+的固相扩散系数

采用容量间歇滴定技术在充放电仪上测定了不同电压条件下嵌入型锂离子电池正极材料LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数.研究结果表明：在3.9～4.3 V电压范围内,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数的数量级为10^-13～10^-12cm^2/s,且在电压为3.95 V时达到最小,在电压为4.15 V时达到最大.整个充电过程中,当电压由3.95 V上升至4.15 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数增大;当电压由4.15 V上升至4.20 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数减小;当电压由4.2 V继续上升至4.3 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数同样经历了先增大后减小的过程.