基于声学参量阵的次声波定向仿真技术研究

针对次声波生成及定向技术展开研究。采用DDS技术通过电声转换实现了不同频率次声波的生成;应用声学参量阵,以两路超声波通过叠加,实现以超声波载波调制生成次生波。该方法可有效抑制旁瓣,使次声波主要集中在主轴方向,解决了次声波的定向传播问题,并通过仿真实验验证了该方法的可行性。     

基于声学参量阵理论的超声波防录音屏蔽研究与实现

随着智能设备的快速发展,利用一些录音设备诸如智能手机、录音笔等窃取信息的手段显得更为方便和隐蔽,这对于个人、企业和政府都存在着不小的隐患.传统的对抗方式有背景噪声屏蔽和电磁波屏蔽,但都有其局限性.前者通过播放大音量噪声覆盖对话声音,但这会影响对话的正常进行;后者发射大功率电磁波屏蔽录音设备,但其屏蔽距离与效果都十分有限.针对上述问题,本文提出一种基于声学参量阵理论的超声波防录音屏的方案,可以对录音窃听进行有效屏蔽,同时不妨碍正常对话.根据声学参量阵理论,多个高频的超声波经过非线性系统,会因为非线性作用产生低频声音信号.根据这一原理,首先生成低频宽带噪声信号,然后进行BASK调制将其调制到高频载波上,进行功率放大后由换能器发射向目标录音设备.实验测试结果表明对iPhone6S、华为P10、P20、荣耀9等智能手机的录音功能都可以实现有效屏蔽,最大屏蔽距离1～3 m不等.由于屏蔽原理的普适性,本文的方案可以屏蔽目前大多数型号的智能手机、录音笔等带录音功能的终端.     

宽带参量阵声呐在海底探测中的应用研究

使用宽带参量阵声呐对近海掩埋物探测进行了探讨.利用线性调频信号作为包络的调幅信号,针对参量阵产生的宽带差频信号,分析其频谱特点,并结合传播信道对声信号的吸收作用,于接收端对回波信号进行频谱修正,同时引入脉冲压缩技术提高探测分辨率.通过水池实验和仿真结果显示:利用宽带参量阵技术以及相应的信号处理方法,可使探测设备具有较小体积且对掩埋目标的垂直分辨率在信噪比较低的情况下达到0.1m.     

基于参量阵的水下宽带波束合成系统设计与实现

针对现有声频定向系统进行改进,设计了一套波束合成系统。同时阐明了系统基本原理、控制方案、软硬件设计等问题。该系统以Xilinx公司FPGA芯片XC3S1400A为主控制芯片,以参量阵理论以及超声相控阵算法相结合作为控制策略。实验结果表明,该控制系统能够很好地控制声束的偏转方向,可用以完成波束合成的功能。     

频控阵波束特性及波形控制研究

梳理了相关研究文献,对频控阵的原理及特性进行了仿真分析,重点针对频控阵波束控制的研究现状进行分析总结。分析了频控阵雷达的发射接收信号处理的3种机制,针对其中2种机制应用线性约束最小方差(LCMV)准则进行自适应波束形成仿真分析。最后,提出一种基于可变加载约束的线性约束最小方差准则算法,基于频控阵雷达第1种处理机制,采用窄带滤波器在第m通道中只滤出载频为fm的信号的原理。为减少运算量,对权矢量范数设定一个上界约束,采用最速下降法得到权矢量和导向矢量。仿真结果表明:算法在5°误差存在情况下,可以在目标位置形成大增益,干扰位置形成零陷,时间较第1种处理机制下的自适应算法减少了27.3%。     

全固态皮秒THz波参量振荡器的优化设计

针对全固态皮秒THz波参量振荡器,设计了一种蝴蝶型腔结构.并采取优化设计MgO:LiNbO3(MgO:LN)晶体掺杂浓度、耦合输出方式和最佳晶体长度及提高THz波的转化效率等措施,实现全固态皮秒THz波参量振荡器的高性能运转.计算结果为全固态皮秒THz波参量振荡器基于MgO:LN晶体差频产生可调谐THz波辐射的实验研究提供进一步深入的理论基础.     

利用非线性差频效应产生THz辐射波的理论研究

从理论上研究了利用晶体的非线性效应在常温下产生太赫兹辐射波。推导了相位匹配的条件,并提出了相应的实验方案。利用这种方案产生太赫兹辐射波无需苛刻的环境条件,在常温下便可以连续、长时间地工作。     

基于非线性频偏的频控阵波束控制研究

与相控阵波束指向只具有角度相关性不同,频控阵波束图是时间、角度及距离的函数.这一特性在抑制距离相关性干扰等方面有着巨大的应用价值,但其方向图所固有的距离-角度耦合会带来新的频控阵波束控制问题.如何消除距离-角度耦合关系是实现波束精确控制及目标精确定位的前提.针对这一问题,提出一种基于可变加载约束的最速下降-线性约束最小方差（SD-LCMV）算法计算最优权矢量,同时将对数、三角函数、指数函数及倒数4种非线性频偏增量方式引入一维均匀线性频控阵（ULA-FDA）阵列,仿真验证应用4种不同非线性频偏的ULA-FDA阵列发射方向图的解耦性能.之后,采用多信号分类（MUSIC）算法仿真得到不同频偏情况下的MUSIC谱函数,对比分析4种频偏增量方式下的目标距离-角度二维联合估计性能.此外,仿真分析了sin-FDA阵列的接收机结构方向图特性及基于sin-FDA收发共形阵列的3种接收信号处理机制,从而验证了非线性频偏频控阵（FDA）阵列结构的有效性.      

空气中圆形平面发射器参量源声场计算与模拟

基于空气介质的非线性性质,改进伯克泰线源端射阵计算模型得到正轴声场解的局限,提出一个圆形平面发射器参量源辐射声场数学模型,以参量点声源的距离和再现声场点的距离的关系作为分割点,对参量点声源到再现声场点的距离作不同的夫琅和费近似,在计算差频波再现声场的同时获得正轴和偏轴方位的声响应.将数值计算模拟结果和实验结果比较,该模型能够更准确地表现二次再现差频波声场的分布状况.     

岩石边坡失稳的瑞利面波频散响应特征

根据边坡失稳的地球物理模型,系统研究了岩石边坡失稳的瑞利面波基阶模的相速度、波数响应特征,总结了边坡从稳定→失稳演化过程的瑞利面波基阶模频散特征变化规律,从中提取边坡失稳的瑞利面波基阶模相速度、波数、频散曲线等特征标志,使瑞利面波法不仅能用于探测边坡失稳的滑动面或结构面,而且还能评价边坡的稳定性,对边坡失稳进行综合预测预报.     

Computed tomography of the acoustic nonlinearity parameter B／A for biological tissues via difference frequency wave from a parametric array in reflection mode

Based on the finite amplitude insert-substitution method, a novel technique to reconstruct the acoustic nonlinear parameter B/A tomography for biological tissues in reflection mode via the difference frequency wave generated by a parametric array is developed in this paper. An experimental system is established, and the beam pattern of the difference frequency wave is measured and compared with that excited directly from a transmitter at the same frequency. B/A tomography for several biological tissues including normal and pathological tissues, is experimentally obtained with satisfying quality. Results indicate that B/A imaging using this mode may become a novel modality in ultrasonic diagnosis.     

静电传感器空间滤波效应及频率响应特性

介绍了静电传感器空间率波的基本原理,分析了静电传感器空间率波特性,在此基础上推导了传感器的频率响应特性.并在重力输送颗粒流装置上对静电传感器测量系统的动态特性进行了实验研究.理论和试验结果表明:静电传感器在空间频域上充当低通滤波器,而且径向位置越小,空间频带越窄;电极轴向长度越小,空间频带越宽;在时间频域内测量系统相当于带通滤波器,电极的轴向长度和颗粒径向位置对频带宽度的影响与空域频率特性相似;此外,颗粒速度越大,时域频带越宽,颗粒尺寸越大,频带越窄.     

Topography of acoustic response characteristics in the auditory cortex of the Kunming mouse

Topography of acoustic response characteristics in the auditory cortex (AC) of the Kunming (KM) mouse has been examined by using microelectrode recording techniques. Based on best-frequency (BF) maps, both the primary auditory field (AI) and the anterior auditory field (AAF) are tonotopically organized with a counter running frequency gradient. Within an isofrequency stripe, the width of the frequency-threshold curves of single neurons increases, and minimum threshold (MT) decreases towards more ventral locations. BFs in AI and AAF range from 4 to 38 kHz. Auditory neurons with BFs above 40 kHz are located at the rostrodorsal part of the AC. The findings suggest that the KM mouse is a good model suitable for auditory research.     

Topography of acoustic response characteristics in the midbrain inferior colliculus of Kunming mouse

Topography of acoustic response characteristics of the midbrain inferior colliculus(IC)of the Kunming mouse was studied by using extracellular recording techniques.The characteristic frequency(CF)range represented in the different divisions of the IC differed markedly:4-15 kHz in the dorsal cortex(DC),10-70 kHz in the central nucleus(CN),and 4-35kHz in the external cortex(EC).The CF in the CN increased from dorsal and lateral to ventral and medial,higher CFs represented at its ventromedial part and lower CFs at its dorsal part.The isofrequency contours of CFs were incurvate.Minimum thresholds(MT)of the auditory neurons in DC and the central part of CN were lower(about 10dB SPL),but considerably higher in the dorsal and ventral region of EC.Results suggest that each of the divisions in the mouse IC may have different auditory functions.     

2级串联型ISD悬架频响特性分析与试验

基于"惯容-弹簧-阻尼"机械系统与"电容-电感-电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼元件为第1级,并联的惯容器、弹簧和阻尼元件为第2级,提出了一种2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"(ISD)车辆悬架.应用机械阻抗法建立悬架的1/4车辆模型,对悬架系统频响特性进行了仿真分析,设计了齿轮齿条惯容器装置及悬架原理样机,进行了悬架频域性能台架试验.结果表明:与传统悬架相比,2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"车辆悬架具有良好的低频频响特性,使车身共振频率从1.3 Hz降到了0.8 Hz,车身加速度、轮胎动载荷及悬架动行程3者增益的低频共振峰值分别减小了52%,50%,15%,有效抑制了车身共振,提高了车辆的乘坐舒适性.     

B值拟鞅差阵列的收敛速度

研究B值拟鞅差阵列的收敛速度,并讨论它们与Banach空间几何特征的依赖关系.     

考虑频响特性的均质梯形断面路基等效参数计算

以无砟轨道路基为主要研究对象,建立多个高度梯形断面均质路基及半无限空间的有限元动力计算模型,对路基及半无限空间在相同荷载作用下不同位置的动应力、动位移和加速度进行了频响特性对比分析。综合考虑各动力响应结果得出：除去边坡点,路基内大部分点的动力响应吻合度基本呈现随路基高度减小而有所增加的趋势,当路基高度小于3m时,吻合度可达到约80％;当路基高度为4～6 m时,吻合度可达到70％以上;当路基高度为8 m以上时,吻合度低于60％。根据不同的动力分析目的,达到满足分析精度要求的吻合度时,具有梯形断面的路基可以等效为半无限空间,其等效参数可以按照动力基础半空间理论进行计算。     

抛物型方程差分格式的稳定性分析

分析了判别抛物型方程差分格式稳定性的方法 ,并对一维热传导方程差分格式的稳定性进行探讨。     

解四阶杆振动方程的三层高精度差分格式

对四阶杆振动方程构造含参数高精度三层差分格式,当参数满足一定条件时,差分格式稳定,局部截断误差阶数最高可达O(τ4+h8).数值例子说明该方法对稳定性的分析是正确的.     

垂直磁偶源频率域电磁测深法一维正演及响应特征

为了探究磁偶源频率域电磁法的测深能力,以垂直磁偶源频率域电磁剖面装置为例,从垂直磁偶极子在一维层状介质的Z方向磁场公式出发,在低感应系数条件下推导了视电导率的表达式,最终实现了垂直磁偶源频率域电磁测深法的一维正演;然后通过对典型层状模型进行一维正演模拟,分析了磁偶源频率域电磁测深法的响应特征。结果表明：通过同时减小发射频率和增大收发距并保持频率与收发距平方的乘积不变能够实现电阻率测深,属于频率和几何测深联合方式,可见该方法能够准确地反映地下介质视电阻率的垂向变化信息。