运动点声源声传播模型的数值算法

 从声传播的基础波动方程入手,推导了波导中运动点声源的声传播模型,并将推导结果发展为适用于计算机数值实现的简正波形式.该结果为采用匹配场处理技术对运动目标进行定位奠定了基础.     

水下被动定位方法回顾与展望

被动定位,特别是远程被动定位是声纳技术发展的关键和难点。为了提高声纳的探测性能,近年来,在传统的三子阵定位法基础上,出现了一此新的定位方法－－目标运动分析（TMA）和匹配场处理（MFP）。本文分别介绍了3种方法的基本原理及主要实现方式。分析了传统三子阵定位法的局限性。对目标运动分析和匹配场处理技术介绍了其研究热点和发展趋势,这两方面的研究相辅相成,成为今后一段时间内远程被动定位技术的发展方向。     

Reverberation nulling and echo enhancement at low frequency using waveguide invariance

Based on the fact that the transfer function vector between a source receiver array and the dominant scatterer of boundary reverberation at a range can be obtained from the corresponding reverberations scattered from this range cell, a reverberation nulling concept using time reversal processing has been proposed. However, current reverberation nulling methods have certain limitations when applied into practice, which would null boundary reverberation and target echo simultaneously. As a solution, a passive reverberation nulling and echo enhancement method at low frequency using waveguide invariance is proposed in this paper. In this method, the reverberation subspace for the target range cell is not obtained directly from the return signals scattered by the target range cell but from the return signals scattered by a range cell located before the target using waveguide invariance, so as to suppress the reverberation embodied in the target echo by passive reverberation nulling. Besides, a range-dependent optimal weighting vector rather than conventional projector matrix is deduced to null the reverberation component meanwhile maximizing the target echo, thereby enhancing the echo-to-reverberation ratio furthest. Numerical simulations in typical range-independent shallow water environment demonstrate the efficacy and the improved performance of the proposed method for echo-to-reverberation enhancement.     

Matched field noise suppression: Principle with application to towed hydrophone line array

It is an open problem that underwater acoustic sys-tems suffer from possible discrete near-field and far-field noise interferences[1]. This is particularly true if the hy-drophone array for underwater acoustic data acquisition is mounted on a marine vehicle, no matter whether it is asurface ship, a submarine, an acoustic homing weapon, or an autonomous underwater vehicle (AUV). This is be-cause the propeller of the vehicle radiates noise and the noise can transmit to the sensor array through …     

基于OLAP的副本选择体系结构OLAPRES

针对当前副本选择算法处理时间随副本个数增加而急剧增加的问题, 提出一种基于OLAP技术的副本选择体系结构OLAPRES, 利用OLAP技术中的数据预处理和快速查询功能, 使大量副本中的快速选择成为可能并描述了基于OLAPRES副本选择的工作流程.     

Metal-LHM-Metal三层对称平板波导的传输特性研究

在TE极化情况下,对芯层为左手材料,衬底层和覆盖层均为金属的对称平板波导（Metal—LHM—Metal）的传输特性进行研究．利用传输矩阵推导其导波条件,并采用图解法对其不同的传播模式和相应的电场分布进行分析．Metal—LHM—Metal波导结构不存在基模,支持导波同时也存在表面波,阶数m对电场分布有显著影响．     

采用确定性信号传播模型的普适寻优定位方法

Wi-Fi定位由于不需要额外的基础设施和专门的硬件设备,在室内定位领域有重要应用,不可预测的环境变化引起的接收信号强度(received signal strength,RSS)波动是导致Wi-Fi定位系统精度低的主要原因.提出一种基于测距的普适室内定位方法,使用快速数据聚类训练原始RSS数据,以确保RSS数据的稳定性和有效性;在此基础上,针对提取的RSS信号进行拟合,建立一种确定性信号传播模型,利用天牛须优化方法实现位置求解的高效寻优.通过仿真结果分析,提出的CB-DSPM(clustering by fast search and find of density peaks beetle antennae search-de-terministic signal propagation model)定位算法的误差在1.5 m左右,且迭代10～30次之后基本可以收敛到最优位置.     

表面波波导理论的研究

表面波是一种沿两媒质之界面传播的电磁波.本文论述了表面波波导理论的若干进展,重点放在平面结构和圆柱状结构的理论分析上.1899年,A.Sommerfeld最早提出,TM型表面波可沿一根具有有限电导率的无穷长圆柱导线传传输.1950年,G.Goubau最先在论文中论述了有电介质复盖的单导线的状态.上述的Sommerfeld线(SW)和Goubau线(GW)用在微波作远距传输或用作天线馈线.本文对平面的表面波结构、SW和GW作系统分析,使用一个统一的观点和方法--特征方程法.文中介绍了近年来使用的新原理,即用一根裸露的导线用来在太赫波波段传送电磁波.     

一种分析非均匀填充矩形波导的简单方法

提出了一种用均匀填充来等效非均匀填充矩形波导的简单方法 ,引入等效的介电常数 ,可以简化对其传输特性的分析与计算。     

南海北部海水声速剖面声学反演

2009 年6 月在南海北部进行了一次海洋环境和声学同步观测实验. 实验观测到内波活动导致水体声速剖面随时间和空间起伏. 从温度链长期观测数据提取出声速剖面经验正交函数(EOF). 数值仿真研究了水平变化海洋环境下平均声速剖面的声学反演, 结果表明, 反演结果与传播路径上的平均声速剖面具有很好的一致性. 在此基础上, 利用实验中垂直接收阵记录的宽带爆炸声源信号反演海水声速剖面, 并与实验测量声速剖面进行比较, 验证了匹配场声学反演海水声速剖面的有效性和稳定性     

基于FFT预估计的宽带信号DOA估计

将离散傅立叶变换（DFT）运用到宽带阵列信号处理中,对等距线阵接收的信号进行波达方向（DOA）估计,解决了基于聚焦的宽带信号DOA估计中预估速度较慢的问题。该方法能快速预估出DOA,与采用传统的波束形成法预估相比,计算速度大大提高。用该方法预估后再对波达方向作高精度估计,仍具有对信号的超分辨特性。计算机仿真结果表明此方法可以运用到宽带信号处理中,计算量与传统的波束形成法相比大大减少。     

海洋上大气波导中电磁波传播损耗的误差分析和敏感性试验

为了分析电磁波在海洋波导环境中的传播损耗情况,建立了海洋波导环境中典型的五参数经验模型.讨论了利用地型抛物方程求解时将海平面作为理想导体处理与实际情况的误差,对参数变化导致电磁波传播损耗的变化进行了敏感性分析.结果表明,对于在高频工作的无线电系统,可将海平面作为理想导体近似处理;五参数对电磁波传播损耗变化的敏感性各不相同,存在蒸发波导时,蒸发波导的厚度对电磁波传播损耗变化最为敏感,而存在表面波导时,波导底的高度对电磁波传播损耗变化最为敏感.     

无人潜航器舷侧阵声呐匹配场被动定位方法研究

为了使无人潜航器在复杂的浅海环境中具有对远程声源被动定位的能力,提出了一种将舷侧阵声呐与匹配场处理算法相结合的被动定位方法.该方法可用于无人潜航器定深低速直线巡航时定点数据采集的过程中.首先用匹配场算法处理在每个采样位置上收集到的舷侧阵数据,实现对远程声源的初步定位,然后融合处理所有采样位置上的匹配场定位输出．这样可以克服舷侧阵声呐空间增益低的缺点,降低海洋环境参数失配和舷侧阵位置误差的影响,稳定参数估计过程并提高输出信噪比,随着时间的推移逐渐估算出远程声源的三维坐标.仿真测试结果表明,该定位方法在不同的输入信噪比下具有较高的定位概率和定位精度,而且使用该方法的系统需求较低,便于实际应用.     

内齿轮电火花成型铣削加工工艺

由于中小模数内齿轮结构所限,其齿面淬硬后的齿形加工难以使用传统的磨齿工艺,因此提出了一种电火花成型铣削加工方法,由于电极旋转放电,电极放电面积大,加工精度受电极损耗影响小,且电电腐蚀产物更好的排出。根据加工原理与方法设计了加工装置,通过单因素试验研究了基本工艺规律。根据单因素实验结果选取有代表性的水平设计正交实验,通过正交实验结合表面粗糙度和加工效率研究了最优加工条件。设计对比试验,实验结果表明比较与传统电火花成型加工方法,工件表面质量与加工效率都有显著提高。     

金属电磁带隙波导色散特性分析

建立了紧凑格式二维时域有限差分法(CFDTD)模型,利用二维网格划分计算三维传播问题,简化了计算量.提出了一种纵向均匀的中心缺陷型六角晶格金属电磁带隙波导结构.利用CFDTD仿真该金属电磁带隙波导,获得该结构的基模场分布及频率.改变纵向传播常数,得到对应的基模频率以及色散特性,计算结果表明色散特性满足电磁带隙的缩放特性.测量该波导在11～15 GHz以内的传输率, 12 GHz附近的波导波长和色散曲线,仿真结果与测量值误差在5%以内.     

变密度均光波导多层存储器原理和实验

介绍了变密度均光波导多层存储器的基本结构和原理.波导多层存储器是通过收集波导侧面信息符发出的散射光来读取数据的,而变密度均光波导多层存储器的设计主要是为了解决波导多层存储器侧面散射光强不均匀的问题.理论推导表明当波导衰减系数沿着寻址光传播方向逐渐增加时可以实现波导侧面散射光强均匀分布.而波导衰减系数的其中一个参量就是信息符的分布密苘度,因此我们通过改变不同位置处信息符的分布密度就可以实现均光.为了证明理论的正确性,设计了原理性实验,完成了原理性实验器件的研制.原理性实验对变密度均光波导多层存储器的结构、原理以及实现均光的可行性进行了验证.实验还将变密度均光波导多层存储器的性能与一般的波导多层存储器作了对比,实验效果良好.     

TD-SCDMA系统中一种改进的子块处理信道估计方法

在快衰落信道环境下,TD-SCDMA系统中一种常用的信道估计方法是子块处理法,该方法能准确地跟踪信道的快速变化.然而这种方法并没有考虑子块之间由多径引起的干扰.本文提出一种改进的信道估计方法,首先利用传统子块处理法进行信道估计,然后构造出相邻子块之间的干扰,从接收数据里去掉这些干扰,最后重新进行信道估计.仿真结果表明,本文提出的方法比文献[4]不进行干扰消除的子块处理法在同一误码率(BER)下,平均所需信噪比(SNR)降低1～2 dB.     

基于假设检验的NLOS确定及最小残差定位算法

针对室内非视距传播会降低定位精度的情况,提出基于假设检验的NLOS确定算法,并在此基础上提出基于粒子群优化算法的最小残差定位算法.通过联合信号接收强度模型和到达时间模型,利用假设检验的方法确定当前信号是否受到非视距污染.仿真结果表明,与标准差分析法相比,所提出的方法具有计算量小、不需要太多的传播模型参数等特点,具有较高的正确率.在确定信号传播环境后,在非视距干扰比较严重的情况下,提出了基于粒子群优化算法的最小残差定位算法,定位精度优于加权最小二乘法和Fang氏算法.     

基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统

针对浅地表频域电磁探测对接收信号采集、传输和现场高效处理的要求,提出基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统.在FPGA中实现数据采集、控制和传输FIFO(First Input First Output)模块,采用新式通用并行端口UPP(Universal Parallel Port)实现大数据传输,基于TMS320C6748平台,采用正交锁定放大方法,设计高效率数据处理算法,利用上位机软件通过RJ45网口对系统进行控制并显示结果.实测结果表明:该架构数字处理系统,对不同金属有着较强探测能力,加快了数据传输速率,缩短了系统工作时间,提高了工作效率.     

人类社会系统形态结构的理论分析及数值模拟

人类社会系统具有特定的形态结构,并且这种结构是在不断演化着的。试用一个新的普适原理——最大流理论解释社会系统组织结构的形成和演化过程,并运用该理论结合自组织特征映射(Self Organization Map,SOM)神经网络,以我国清代社会系统结构的确立为案例进行模拟,探寻社会结构演化的内在机制。