大口径射电望远镜台址电磁干扰预测方法

新疆奇台拟建的110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope, QTT)具有极高的信号捕捉能力,任何微弱的信号都会影响其高效运行,为了缓解QTT台址无线电宁静区的电磁干扰,本文提出了一种电磁干扰预测方法.首先,基于QTT台址无线电宁静区地形数据和地形特征,分析了现有电波传播模型的适用性,选取LongleyRice模型和Two-Ray模型作为QTT的电波传播模型算法,通过电波传播仿真分析,得到潜在干扰点到达射电望远镜馈源口面的路径损耗;其次,结合QTT馈源口面干扰电平阈值和天线旁瓣增益,计算得到潜在干扰点所在位置的干扰电平阈值;最后,运用该方法分析了QTT限制区内村庄典型电子设备和35 kV高压输电线路对QTT的影响.     

台址内部设备瞬态干扰引起的110 m射电望远镜近场耦合计算方法

射电望远镜具有高灵敏度和高分辨率的特性,台址内部微弱的电磁干扰会影响其工作状态,增加天文观测难度.本文针对110 m射电望远镜台址内部瞬态辐射干扰引起的近场耦合问题,提出了一种基于偶极子近似和时域物理光学的混合计算方法.首先对台址内部设备瞬态干扰源进行分析,利用偶极子天线理论对近场辐射源进行分析与建模,结合时域物理光学法分析并计算了台址内部干扰源对射电望远镜天线口径面近场的电磁耦合特性,最后结合Feko全波算法验证本文方法的有效性.本文方法为110 m射电望远镜台址内部辐射干扰对天文观测的影响分析提供了理论支撑.     

基于PE-TDPO的110 m射电望远镜远-近场耦合计算方法

正在新疆奇台建设的110 m全向可动射电望远镜是一个可以接受微弱射电信号的天文设备,台址周围较大范围内存在着数量众多的干扰源会影响其观测精度与效率.本文提出了一种基于抛物方程和时域物理光学法(Parabolic Equation and Time Domain Physical Optics, PE-TDPO)的混合计算方法,以110 m全向可动射电望远镜为研究对象,对台址附近大区域内干扰源信号的传播过程进行建模.在较大地理尺度上对干扰信号从台址远场至近场的电磁耦合特性进行了综合评估,为大型射电望远镜电磁干扰问题处理提供理论依据.本文以通信基站作为典型干扰源,基于数字地图建立射电望远镜台址周围的高精度地形模型,采用抛物方程对干扰信号的远场电波传播进行分析,得到从干扰源处至射电望远镜处的信号传播的路径损耗和传播因子;其次将PE方法计算得出的远场电场值代入TDPO的积分中,得到干扰信号在射电望远镜焦点处的近场耦合特性;最后讨论了远场干扰源特性对射电望远镜的远-近场耦合的影响.     

城市地形对电波传播的影响及传播模型的修正

为研究移动通信中无线信道特性和电波传播规律,本文对距基站2.5km处8个不同的测量点接收的信号电平进行了实测与研究.结果表明:在2.5km测量出的接收电压电平值是正态分布,且电波传播表现出明显的慢衰落特征.过往车辆越多,建筑物密度越大,接收电压电平越低,反之亦然;用传播模型Hata和COST231-Hata拟合得到的地形校正因子集中在-1dB～-8 dB范围.该结论可为城市移动通信工程设计和无线网络规划提供理论依据.     

任意六面体网格系统的建筑风致干扰数值模拟

采用任意六面体同位网格系统对控制方程进行离散,显式修正了网格非正交性和两相邻网格的错位,构建了与网格系统相适应的SIMPLE算法,并编制通用的建筑间风致干扰的数值模拟程序WSB.应用WSB和任意六面体同位网格系统,对中国沿海地区典型的低层双坡建筑物与上风不同体型建筑物之间的风致干扰进行数值模拟和分析.结果表明:任意六面体同位网格系统的生成、控制方程的离散、SIMPLE算法的实现以及程序WSB正确且有效;上风建筑对抗风起着积极的作用;上风建筑及其体型的不同对低层双坡屋面建筑坡面风压大小和分布形态影响显著.     

基于OpenGL索引顶点数组的大尺度海面LOD算法

分析了大尺度海面与地形数据的区别,提出一种基于OpenGL索引顶点数组的细节层次(LOD)算法.采用视点相关技术,建立了一种网格模板,将每级网格划分为8个矩形区域和4个T型裂缝缝补区域,使用索引顶点数组高效绘制所有区域.根据视点进行可见性判断,对可见点使用P-M海浪谱实时反演海面数据,逼真地实现了大尺度海面的漫游.     

二阶Sigma-Delta ADC自适应量化算法及电路实现

分析了二阶Sigma-Delta ADC(SDADC)量化反馈电平对SNR的影响,提出了自适应量化算法及其电路实现.该算法能够检测输入信号的强度、自适应调整量化反馈电平的大小,并在调制器的输出端用数字电路矫正自适应量化引入的输入信号幅度的增长.仿真结果表明,所提出的算法能同时解决由于输入信号强度的减小和量化器过载而引起的SNR下降问题,使得自适应Sig-ma-Delta ADC(ASDADC)的SNR与输入信号的强度无关,且输入动态范围扩大至满幅.     

基于多尺度网格的点云自适应坡度滤波算法

文章针对基于坡度滤波算法在地形复杂地区中难以合理设置滤波阈值的问题,提出了一种基于多尺度网格的点云自适应坡度滤波的算法。首先在构建的多尺度的虚拟网格内选取最优点作为初始地面种子点,计算网格的点云空间占比并划分网格语义属性,然后利用地形计算因子求得每个网格的坡度分类阈值,再按网格尺度由大到小的方式对整体点云进行坡度滤波,得出真实的地面点云数据。文中采用了多种地形的光探测和测距(Light Detection and Ranging,LiDAR)(简称"激光雷达")数据来验证该算法,结果表明,该算法能够有效去除地面上的植被、建筑物等地物点,保留真实的地面点云数据。该算法重点解决了在伴随地形变化时坡度滤波阈值的计算和自适应设置问题,以及在地形变化剧烈的边缘地带过度滤波的问题。     

一种基于视点的大规模地形生成算法

采用视点相关的LOD技术提出一种简洁有效的方法，实现大规模地形场景的实时显示；把视野区域分为两种：基于地面车辆的视野区域和基于飞行器的视野区域，并提出相应的算法，达到地形实时显示速度与地形大小无关、算法中还提供了对视野区内背对观察者的场景进行剔除的方法和一种有效的网格评价算法、计算表明，该算法可以有效减少网格，提高场景显示速率．     

大口径射电望远镜电磁兼容控制方法

大口径射电望远镜具有极高的系统灵敏度,其建设及运行过程将引入各类电子设备,电磁干扰的有效控制是射电望远镜科学产出的重要保证.本文结合射电天文台址电子设备电磁兼容性要求,分析了现有射电天文领域及其他领域电子设备的主要电磁兼容评估标准及存在的不足,考虑到工程实施的可行性,提出大口径射电望远镜电磁兼容控制方法,涉及台址电子设备所在位置干扰电平限值量化方法、电子设备电磁兼容测量方法和测量要求、屏蔽效能测量方法及测量要求、电子设备电磁兼容控制流程等.该电磁兼容控制方法计划应用于新疆奇台拟建的110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope, QTT),确保QTT拥有良好的电磁兼容性.     

桥址峡谷地貌风场特性的CFD模拟

对峡谷地貌上的大跨度桥梁而言,其桥址周围风场特性的确定可能非常困难.本文首先从Google Earth得到桥址附近大范围区域的地形图,然后借助Autocad获得区域内离散点的高程数据,再通过逆向工程软件Imageware拟合出桥址周围地形曲面.通过形成以该曲面为底面的计算域并实施网格划分,采用雷诺时均N-S方程和标准k...     

角度约束路径法的网格曲面兴趣区域边界快速交互选取

提出角度约束路径法,快速获取三角网格曲面上任意两顶点间一条由网格边所组成的路径.该算法是一个从起始点开始不断向前传播的过程,计算量仅与两顶点间的曲面区域有关,故算法的时间复杂度(O(n))优于Dijkstra算法(O(n log n)).试验结果表明:角度约束路径法的执行快速、有效;基于该方法可实现三角网格曲面兴趣区域边界的快速交互选取.     

基于F-范数的小波自适应量化的语音伪装

提出一种小波域自适应量化的语音伪装算法.首先对语音信号进行小波变换,由混沌序列控制嵌入位置,并采用固定阶距量化实现秘密信息的隐藏.在此基础上通过F-范数自适应控制量化阶距的变化,实现了基于F-范数的语音伪装算法.仿真实验表明算法安全性高、透明性好,在多种干扰情况下均能盲提取出秘密信息.     

基于滤波器的聚类算法

针对聚类分析精度和效率低的问题,设计了一种聚类算法FBCLUS.应用卷积定理和傅里叶变换,提出了频率滤波法来消除噪声的干扰;提出了单阈值、多阈值幅度滤波法消除噪声和提取不同密度的感兴趣区间;提出一个数学形态学算子提取聚类簇.实验表明:FBCLUS算法能够发现任意形状的聚类;速度快,计算复杂度为O(N);能够发现不同密度的聚类簇;抗噪声性能强;对网格大小有一定的适应性.FBCLUS算法有很高的聚类精度和效率.     

抑制局部放电混合干扰的浮阈值量化算法

由于局部放电(PD)信号与含有的混合干扰(白噪和窄带)在能量分布频段上存在明显差异,根据小波包变换各节点分解系数能够有效反映被分析信号能量变化的特点,建立一种以反映PD信号分解系数中噪声能量为判据的浮阈值量化算法,使得最优基下各节点阈值随相应节点分解系数中信号噪声强度的变化而变化,自适应地决定各节点最佳阈值选择,以实现对PD信号分解系数更精细划分。通过对含有混合干扰的仿真与实测PD信号的小波包最优分解,分别用传统全局阈值量化算法与笔者建立的浮阈值量化算法进行了干扰抑制效果的对比,结果表明：后者具有更强的抑制混合干扰的能力,且混合干扰抑制前后PD信号波形相似度更高。     

基于Multigen Creator的三维地形应用实现

结合三维建模软件MultiGen Creator2.6的地形数据库模块,分析了三维地形生成的方法和技术.以航天发射场的地形为研究区域,根据航天发射场建模要求较高的实时性、精确性和真实感的特点,分别提出了新的地形源数据（栅格地图）转换方法,总结出了利用等高线带贴纹理的方法,并提出了Polymesh/Irregular Mesh（多边形网格/不规格网格）算法与采样型网格简化算法结合的方法.在此基础上,形成了一套行之有效的三维地形生成应用方案,成功建立了视觉效果较好的三维地形,已应用于航天发射场的三维模拟系统中.     

基于三维抛物方程方法的城市微小区电波传播预测模型

介绍了一种新的城市微小区电波传播预测方法——三维抛物方程方法. 提出场的奇偶分解法来加速求解三维抛物方程的分部Fourier变换算法. 针对电磁波不同的入射情况，提出了不同的边界条件处理方法来求解有耗介质条件下的电波传播问题.计算结果表明所提方法是准确和高效的，并可用于预测城市微小区电波传播特性.     

三维有限元网格自动生成算法及算例

本文介绍了两种三维有限元网格自动生成的算法,可用于任意三维实体结构、多连通区域和具有任意形状母线的旋转壳体的三维网格自动生成。并给出了采用这两种算法进行结构有限元网格自动生成的算例。     

一种基于变参考电平的零点凹口双重可控方向图综合改进方法

为了解决基于变参考电平的自适应波束形成方法无法同时控制方向图零点和凹口的问题,研究了基于最大信噪比准则的任意阵列方向图综合方法,重点对主瓣宽度固定条件下能够实现最低等副瓣电平的方向图综合方法进行了理论分析,并对前人提出的可变参考电平参量进行了重新定义,新定义的变参考电平能够在波束主瓣宽度固定的前提下,同时产生等副瓣电平、可控凹口宽度和深度和可控零点深度的抗干扰波束,并通过计算机仿真验证了算法的有效性.该方法对于提升相控阵雷达对抗杂波和干扰性能具有较高的应用价值.     

面向大规模科学计算的三维Delaunay快速插点算法

该文提出一种快速、稳定的Delaunay插点算法.这一算法提高了单机有元建模的规模,可在PC计算机生成千万级有元四面体网格.算法通过点与点之间位置关系,建立对位置信息;据这些信息在查找BASE单元时,提高＂walk-through＂点定位算法的速度.而在生成新单元和建立邻接关系过程中,算法利用CORE表面的三角网格,在性时间内完成CORE附近的新旧单元更新操作,并出算法时间复杂度证明.本文以分别以空间任意点集、正文体删格和机械模三角面片为例,测试应用Delaunay逐点插入算法.算例表明,本算法在一台Intel（R） Core（TM）2 Duo CPU E7200@2.53GHz,1.98GB内存的PC上可生成千万单元量级四面体网格,生成速度达11-15万单元/秒.