月亮阴影与羊八井二期阵列的角分辨

利用１９９５年１０月至１９９７年９月间采集到的数据，西藏空气簇射二期阵列以１４．３σ，１３．６σ的显著性观测到了７ＴｅＶ及３０ＴｅＶ宇宙线的月亮阴影；利用最大似然法定出阵列相应的角分辨分别为０．８８＋０．０５°－０．０３°，０．４２＋０．０４°－０．００°，地磁场分别使月亮阴影偏向南０．０４°±０．０８°，０．０４°±０．０６°，由此可推知该阵列对簇射方向定向的系统误差小于０．１°．     

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.     

基于GAGG闪烁体探测器康普顿相机角分辨率误差来源分析

基于Geant4模拟平台搭建了一个由2层6×6位置灵敏的cerium-doped gadolinium aluminum gallium garnet (GAGG(Ce))闪烁体探测器阵列组成的康普顿相机;从理论上分析了探测器的几何因素、能量分辨率和材料多普勒效应对康普顿相机角分辨率的影响;散射角为5°~90°时,角分辨率<10°．模拟条件:采集了仅考虑几何因素、能量分辨率与多普勒效应,以及综合考虑这3种误差来源等情况的符合数据,并用滤波反投影算法进行图像重建．当2层探测器距离为6.0~16.0 cm时,几何因素是影响角分辨率的主要误差来源,能量分辨率次之,多普勒效应贡献最小．      

基于HFSS的4元平面微带阵列天线的设计

以微带阵列天线的空腔模型分析法为基础,完成了LS波段的4元线极化微带阵列天线的设计。利用HFSS仿真软件构建了阵列天线的物理模型．利用HFSS宏定义优化了天线的尺寸参数．通过数据后处理得出了驻波比、反射系数、增益方向图和电场方向图等曲线。仿真设计结果表明．该4元微带阵列天线各项性能良好,满足天线工程的需要。     

相控阵扬声器系统

论述了相控阵扬声器系统的设计原理,结构、特色及工程应用．一般的扬声器系统,利用基于机械震动的物理、声学方法来获得良好性能,目前广为流行的线阵列扬声器系统,是将物理、声学技术发挥到极致,而相控阵扬声器系统则是将电子技术、数字技术、计算机技术、电声技术结合并创造性地运用DSP技术,研制适用的算法,对扬声器阵列中的所有单元的各个频段,分别进行适当的相位调控、音效处理,从而实现实时调控扬声器阵列辐射主瓣的辐射角、指向性和放声效果．     

利用ESPRIT算法对船舶进行无线定位

提出一种在接收端利用阵列天线进行船舶自定位的新方法．利用ESPRIT(借助旋转不变技术估计信号参数)算法估计出波达方向角(DOA),然后与利用波达方向角计算出船舶自身所在的坐标．由于不需要同步,因此相对于测距法,系统结构得以简化．同时,此方法的测试精度比传统的测向法有了提高。     

利用单次快拍实现相干信源二维测向的新算法

针对复杂电磁干扰背景下相干信源二维波达方向的快速估计问题,根据垂直阵列系统特点,利用单次快拍数据在3个不同维度构造了数据矩阵实现解相干,并结合ESPRIT算法实现了二维DOA的快速估计. 该算法仅利用单次快拍数据,不需要进行协方差矩阵的计算,并将二维DOA估计问题转化为3个一维DOA估计,可同时在3个维度并行处理,因此运算量大大降低,利于工程实现. 针对算法存在阵列孔径损失和仅采用一次快拍数据量导致的估计误差偏大问题,利用非圆信号特征和同相位数据叠加,改善了算法的估计性能,提高了阵列自由度. 数值仿真验证了本文算法及提高估计精度对策的有效性.      

利用Geant4模拟ARGO阵列

以Geant4探测器模拟软件包为框架研制开发了ARGO实验的探测器模拟程序，该程序可精确细致地描述ARGO阵列的探测器的几何结构，以及EAS粒子在其中的传输过程和探测器灵敏单元对带电粒子的响应，这对于ARGO探测器的优化、数据分析程序的开发和实验结果的分析都是很有意义的．并给出了利用该程序所得到的有关ARGO阵列的性能的部分模拟结果．     

基于二维阵列的相控阵超声三维成像实现

基于二维阵列的三维成像在实现上具有阵元多、通道数多、系统复杂、回波信号弱等困难。从阵列探头的设计着手,分析了时间空间信号在离散有限长窗函数下的行为特点,推导出阵列探头设计的一般规则;在此基础上,利用脉冲回波场理论,通过计算机模拟,设计了8×8二维阵列探头,并利用该阵列实现了相控阵超声三维体数据的扫查和显示。实验表明,该系统和阵列探头具有良好的性能,扫查所得人工缺陷的三维超声图像提供了很好的轮廓、走向等信息。     

一种高精度的近场与远场混合源定位算法

提出了一种高精度的近场和远场混合信号源定位算法．此算法利用混合源阵列流形的对称性特点,从阵列流形里分离出到达角（directionofarrival,DOA）信息,并实现对所有近场与远场信号源DOA的估计．基于得到的DOA估计值,根据近场与远场源距离参数位于不同区间的特点实现对近场及远场源的分类,以及对近场源距离参数的估计．此算法由于充分利用了数据协方差矩阵的信息,并且基于多项式根值方法形成了一个统一的DOA估计器,所以获得了一个高精度的DOA估计性能,且进一步提高了近场源range参数的估计精度．此外,此算法不需要构造高阶累积量,不需要进行二维搜索,不需要进行参数配对;所有的实现过程仅需一维搜索,计算量小,实现简便．数值及与现有算法的对比实验验证了所提出算法的有效性及优越性．     

阵列电磁传感器测量响应特征研究

通过正演仿真和实验测量,获得阵列电磁传感器测量数据。研究电磁流动成像测井测量响应特征。首先,利用有限元分析软件建立阵列传感器和流体分布的仿真模型,获得仿真测量数据,分析仿真测量响应特征。其次,利用研制的电磁流动成像测井实验仪进行模拟流动实验,获得实验测量数据,分析实验测量响应特征。最后,比较分析相同流体分布情况下仿真数据和实测数据特征的异同点,获得阵列电磁传感器的测量响应特征。结果表明,电磁流动成像测井响应信号具有与流体分布密切相关的特征,可以通过特征分析来确定流体分布。     

基于角信号子空间的波达方向估计方法

常规多信号分类(MUSIC)在估计信号或噪声子空间时未利用阵列的方向矢量信息.为改善波达方向(DOA)估计性能,提出一种新的角信号子空间概念.首先,由Gram行列式和超维空间中多面体体积公式,给出常规MUSIC方法的几何解释.其次,利用阵列响应矢量扩展观测数据矩阵,在每个搜索方向由增广数据矩阵的奇异值分解获得角信号子空间估计.理论分析表明,常规MUSIC零谱相当于超维空间中由阵列观测数据矢量和搜索方向矢量决定的多面体体积.仿真实验表明,利用角信号子空间能够较明显地改善DOA估计性能,特别是信号相关、信噪比较低以及快摄数较小的情况.     

多导脑部磁刺激仪的设计与仿真

大脑神经系统可由外部的时变磁场加以无创刺激，考虑到要对大脑多个不同部位同时进行刺激的情况，提出了一种由多线圈组成的多导脑部磁刺激系统．用有限元分析软件ANSYS模拟了线圈阵列工作时所产生的磁场，并与实验测得的磁场进行了比较．结果表明，软件仿真的数据精度误差在6％以内，并总结出变化规律：随着刺激线圈个数的增加，中心线圈轴线上同位置处的磁感应强度逐渐加大，与单线圈工作时相比，磁刺激深度得到了有效改善．     

基于层叠结构的双极化单脉冲天线

研究双极化微带阵列天线在单脉冲雷达系统中的应用,使传统单脉冲雷达系统具备收发极化分集能力以及多种极化形式下的目标角误差信息提取能力. 采用基于层叠结构馈电的正六边形双极化微带天线构建满足单脉冲雷达系统需求的一维阵列天线,通过计算机仿真,利用比幅单脉冲角误差提取方法以及任意极化合成方法在同一天线中得出线极化、圆极化、椭圆极化形式下的和差波束方向图以及角误差曲线. 并在一维阵列的基础上研究了低成本、低复杂度的二维阵列组阵方式以及二维角误差提取方法. 研究结果证明了利用基于层叠结构馈电的微带阵列天线构建双极化单脉冲天线的可行性.      

高功率激光二极管线性阵列光束特性的研究

该文对激光二极管线性阵列的光束特性进行了研究．基于二阶矩定义，对激光二极管线性阵列光束的光束质量(M＾2因子)、束宽、远场发散角和内禀像散不变量等光束特征参数作了理论推导和分析．对激光二极管线性阵列光束的近场光强分布的理论模拟与实验结果相符．     

三维空间域车载阵列及其多天线系统性能

针对城市狭窄弯道非视距车载(V2V)移动通信传播环境,提出了一种三维(3D)空间域大规模多输入多输出(M-MIMO)天线阵列模型,此模型用三维空间假设代替传统的二维(2D)平面阵列假设,将天线模型应用于弯道车载信道模型中,推导了波达信号到达角和发射角的概率密度函数闭合表达式;研究了3D空间阵列自相关特性和天线阵列参数及散射体分布对多天线系统性能的影响.仿真结果与一些经典模型数据及测量信道相符合,表明了该模型应用的可行性;可用于描述弯曲道路V2V通信场景的信道特征,为未来进一步分析和讨论MIMO多径信道或5G M-MIMO信道特征提供了良好的理论参考.     

大阵列应变计电阻精密测试系统设计与分析

为提高电阻式应变计测试效率,研制了一套大阵列应变计测试系统。基于ADG884模拟开关,设计了多路测量电路切换阵列。在工控机架构下,基于LabVIEW环境,开发了控制程序。利用多功能数据输入输出卡和232接口实现了对测量电路阵列的自动切换和高精度数字多用表的自动测试任务。在对各个测试端进行短接的条件下,对测试阵列切换电路的随机电阻误差进行了测试分析,测试结果显示,切换电路的最大随机偏差在±0.002 7Ω内,完全满足产品分类测试要求。     

口腔正畸托槽研究中微小力值的测量

对直丝弓滑动法中正畸托槽与弓丝之间的动摩擦力，托槽上的转矩和结扎翼产生的变形角进行测量．设计的加载系统体外模拟正畸过程中牙齿的缓慢移动，可使动摩擦力测量更为精确．采用光学方法测量托槽结扎翼在弓丝扭转状态时变形角的变化．转矩的施加和测量用自行设计的转动轮实现．为自动采集数据设计了完整的数据采集系统．实时得出动摩擦力的时程曲线和托槽齿翼变形角随转矩变化的动态曲线．该方法为临床医学托槽质量评价提供了检测手段．该方法也可用于工程中各种微小力值和位移量的测量。     

一种X波段全向雷达角反射器阵列设计

基于圆形角反射器为阵列单元进行环形组阵,提出了一种X波段全向雷达角反射器阵列的可行性设计方案。为了减少该全向角反射器阵列的径向空间占用率,采用了上下两层环形阵组阵且将两层环形阵相邻单元等角度间隔交错布置的方式。在理论综合与方案优选的基础上,进行了三维电磁软件仿真设计与分析。仿真结果表明,所设计的雷达角反射器阵列的方位面全向性优良且在X波段雷达散射截面(RCS)均大于2000m~2,可满足实际工程使用需求。     

信号频率-方向联合估计中的双旋转子空间法

提出了一种基于子空间2次旋转变换的频率-方向联合估计方法．该方法可同时估计空间信号频率和到达方向，其阵列由M个阵元组成，避免了复杂的阵列结构．计算机模拟结果表明，该方法不仅阵列结构简单，在中等SNR时具有良好的分辨性能，而且运算速度较快。