基于能量函数最优的海表面风向反演算法

针对灰度不变模型(BCM)光流法从海杂波图像中提取海表面风向存在较大误差的问题,根据海杂波图像特点,提出了基于局部灰度和梯度不变模型
(BGCM) 的能量函数最优海表面风向反演算法.首先,将图像灰度不变模型、梯度不变模型和时空平滑约束项有机组合起来,构造能量函数;然后,将能量函数对光流的两分量求偏导,得非线性欧拉-拉格朗日方程组;最后,通过迭代方法求解非线性方程组,得到光流场,求取主海表面风向.应用实测岸基海杂波图像序列进行实验,将BGCM、BCM模型反演的风向与风向标测得风向进行比较,结果表明,BGCM风向具有更高的相关系数和更小的误差,改进算法具有较好的性能.     

基于SIR的X波段小型化带通滤波器设计

采用开环型阶梯阻抗谐振器(stepped impedance resonators,SIR)结构设计了一款工作于X波段的小型化带通滤波器。为了满足预定的设计指标,结合三维电磁仿真软件HFSS对该滤波器进行优化。设计的滤波器在相对介电常数为3.55、厚度为0.508mm的RO4003介质板上加工,实际二维面积仅为19mm×8.5mm(0.96λg×0.43λg)。测试结果显示,该滤波器具有插损低、选择性高,以及带外抑制佳的特点,并有可移植性以及工程应用价值。     

基于扇形枝节的Ka波段带通滤波器设计

【目的】在通信系统中,滤波器对滤除带外信号有着重要的作用。对于传统的平行耦合线滤波器和发夹线滤波器来说,存在体积较大以及寄生通带的问题。【方法】使用微带扇形枝节设计出一个小尺寸Ka波段带通滤波器。首先针对扇形枝节结构进行分析计算,然后使用全波三维电磁仿真软件对滤波器进行建模仿真,并通过调整扇形枝节的半径和角度等参数,对初始模型进行优化改进。最后使用RO5880基板对滤波器进行加工。【结果】实际测试得到滤波器中心频率约36.9 GHz,带宽约为4.57 GHz,达到了设计指标。【结论】本设计相较于同频段的平行耦合线滤波器占用更小的体积,且在低频段对带外信号的抑制效果更好。     

基于小波包能量谱的天气雷达伺服电机故障预警系统研究

设计了数据采集的硬件系统,对天气雷达伺服电机振动信号进行实时采集;对采集的数据采用小波包特征的提取方法,利用小波包能量谱的方法将故障信号进行量化、分解,从而达到对天气雷达伺服电机故障的预警目的。经现场安装实验验证,表明基于小波包能量谱分析的天气雷达伺服电机故障诊断方法是一种方便灵活并且准确度很高的故障诊断方法。     

基于能量反应谱的结构能量反应竖向分布研究

为了研究能量反应沿楼层的分布特征与规律,文章对糖葫芦串模型进行了楼层能量反应研究,实现了能量反应谱法在弹性楼层能量反应中的应用;研究了楼层能量反应的模态非耦合计算方法的适用性,推导了应用能量反应谱法后结构弹性能量反应沿竖向分布的表达式,提出了结构一致振型及一致刚度振型的概念,并阐述了此2种振型在楼层能量竖向分布中的意义...     

基于小波能量谱和ReliefF算法的雷达辐射源无意调制特征提取

为了获取更加有效的雷达辐射源无意调制特征并进一步降低特征的维度,以提升低信噪比下雷达辐射源个体识别的准确率,从时频分析角度出发提出了一种基于小波变换能量谱和ReliefF算法的无意调制特征提取方法.首先对辐射源信号进行小波变换并获取小波能量谱,然后采用ReliefF算法对小波能量谱值进行权重分析,筛选出区分能力较强的高...     

基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射的微扰法研究

运用微扰法研究了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射问题,结合其功率谱推导出了平面电磁波入射时的散射系数表达式。通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角变化的曲线,讨论了摩擦风速、风区范围、海面上方10 m高度处的风速、观察方向与逆风方向之间夹角和入射波频率对双站散射系数的影响,得到了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。     

改进的非相参导航雷达探测有效浪高算法

针对X波段非相参导航雷达对海杂波的成像,研究了利用信噪比和布拉格散射探测有效浪高的方法,提出一种用最大流速带通滤波来分割信号与噪声获取信噪比的算法。结合信噪比与有效浪高的关系,经相关定标处理,得到探测区域连续的有效浪高。与传统的X波段导航雷达测高方法相比,该算法不需要得到雷达探测区域精准的流速,简单高效,占用资源少。与舟山浮标有效浪高数据的对比,表明其有效提高了雷达测浪高的便捷性和稳定性。     

基于SVD差分谱和IMF能量谱的改进HHT方法

针对随机噪声和虚假IMF会导致改进HHT中EEMD分解质量下降和Hilbert谱混乱,提出了一种基于SVD差分谱降噪预处理和IMF能量谱剔除虚假分量的改进HHT.该方法首先对原始信号进行SVD降噪,通过基本不等式原理来确定相空间重组的最佳Hankel矩阵结构,利用奇异值差分谱来确定有效奇异值的阶次;然后对消噪的信号进行EEMD分解,通过IMF能量谱来去除虚假分量;最后对主IMF进行Hilbert谱分析.仿真和实验结果表明,SVD能提高信噪比,抑制噪声对EEMD分解精度的干扰;能量谱能有效地消除虚假IMF对Hilbert谱分析的影响;Hilbert谱中各频率成分清晰,解决了随机噪声和虚假分量对传统改进HHT的不良影响.     

基于拟线性变换的海浪方向谱反演方法研究

海浪谱反演的交叉谱方法能有效降低斑点噪声并确定海浪传播方向,但从海浪谱到SAR交叉谱的非线性变换非常复杂,给海浪谱反演带来了分析和计算上的困难。依据从海浪谱到SAR交叉谱的非线性变换,给出了从海浪谱到交叉谱的拟线性变换,并利用海浪谱非负的约束条件,建立了一种基于该拟线性变换的反演方法。在引入海浪谱非负约束条件的情况下,反演过程中可以用拟线性变换代替非线性变换确定每次迭代的方向,不但能简化计算,并且能在反演精度不受影响的情况下,使反演过程更快、更稳定地收敛到最优海浪谱。     

EOF分解方法反演海浪参数的有效性研究

【目的】进一步确认经验正交函数(EOF)分解处理导航X波段雷达图像序列方法的有效性。【方法】基于两套导航X波段雷达同步观测的实验数据,利用经验正交函数分解算法反演海浪的有效波高(SWH)、峰值周期、主波波向和主波波长。【结果】4种参数均方根误差分别为0.1~0.2m,0.6~0.9s,5.01°和7.09m。【结论】经验正交函数分解反演不同海浪参数的方法适用于处理近岸海区的非均匀波浪场。     

微波多普勒雷达海浪参数提取算法

根据海浪混合表面散射理论和线性波理论,利用3种规模波对微波多普勒谱的不同贡献,推导出海浪谱与径向速度转换函数,得到了一种适用于多普勒雷达的海浪谱以及海浪参数提取算法．该算法从海洋回波的多普勒谱中获取径向速度序列,根据海浪速度谱与海浪谱之间的转换关系推导海浪谱,再用谱矩法计算相应的海浪参数．运用该算法分别对微波多普勒谱雷达的模拟与实测数据进行处理,实现了有效浪高和平均海浪周期的高精度提取,证实了该算法在微波段多普勒雷达的海浪参数反演中的准确性．     

基于频谱的海浪实时模拟

基于海浪谱皮尔逊一莫斯科维奇谱(P-M谱),提出了一种新的海浪实时模拟方法,该方法考虑了海水深度对波形的影响,并通过纹理映射、材质设置、光照、色彩融合等渲染技术实现了海浪造型及动态显示.实验表明该方法在波浪模拟的简易性、实时性与真实感方面均取得不错的效果,适合各种深度的海洋波浪模拟.     

基于频谱的海浪实时模拟

基于海浪谱皮尔逊—莫斯科维奇谱(P-M谱),提出了一种新的海浪实时模拟方法,该方法考虑了海水深度对波形的影响,并通过纹理映射、材质设置、光照、色彩融合等渲染技术实现了海浪造型及动态显示实验表明该方法在波浪模拟的简易性、实时性与真实感方面均取得不错的效果,适合各种深度的海洋波浪模拟     

海上大功率风浪复合发电装备设计与研究

充分利用海洋能源,是人类实现可持续发展的重要途径.海洋能源中海上风能和波浪能储量尤其显著,综合利用海上风能和波浪能是可再生能源利用领域的研究热点.设计了全新的海上风浪复合发电装备,将无规则、不稳定的风能和波浪能均通过液压能转换为电能,同时设计了包含5个装备的单排复合发电场,综合计算和部分实验表明,该发电装备和发电场的功...     

振荡浮子式波能装置波浪爬升特性试验

复杂海洋环境下振荡浮子式波能装置与波浪相互作用过程中,浮子迎浪侧会发生波浪爬升等非线性现象,严重时波浪会越过浮子顶部,这对波能装置的发电效率及工作性能产生不利影响.设计并进行了规则波作用下垂荡浮子迎浪侧波浪爬升特性的物理模型试验,探讨了波浪周期、常数PTO(能量摄取,power take-off)阻尼以及不同周期下改变...     

振荡浮子式波能转换装置阵列的物理模型水池试验

振荡浮子式波能转换装置在防波堤上进行阵列化布置时,各装置的浮子获能体之间会发生复杂的水动力相互作用,影响装置的运动和发电性能.开展物理水池试验,研究了防波堤前振荡浮子式波能装置阵列的水动力响应特性,着重分析了不同波浪条件下浮子尺寸和分布间距对装置运动性能和发电功率的影响规律.研究发现,在所考虑的参数范围内,相同波况条件...