基于改进的统计信道模型与多天线系统性能分析

为提高电磁信号的到达角度以及多普勒效应等信道参数估计的准确性,在散射体非均匀分布下引入了散射概率和有效散射体两个物理概念,提出一种合理的改进型空间信道模型,该模型能准确地描述宏小区(macrocell)和微小区(microcell)等各种移动通信环境下的重要空时信道参数,并应用于多入多出系统(multiple input multiple output,MIMO)信道性能仿真中.数值仿真结果与早期多径衰落信道模型对比,表明本模型的信道参数估计结果符合理论和经验,拓展了空间统计信道模型的研究和应用,对评估多天线MIMO系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供有力的工具.     

声超常材料与声隐身斗篷

 近年来,声超常材料在很多领域有着迅猛的发展.声超常材料属于人工复合结构或复合材料.由于其结构尺度或材料分布的变化周期远小于声波长,声超常材料具有很多天然材料所不具备的声学特性.超常材料最大的优势在于其能够实现对声波以及弹性波的任意调控.其核心思想在于采用尺寸远小于入射波长的人工结构构建出等效参数满足特定分布的复合材料.超常材料最早萌芽于电磁波领域.     

基于遗传算法重建多个散射体的组合Newton法

本文研究由单个入射声波或电磁波及其远场数据反演多个柔性散射体边界的逆散射问题.通过建立边界到边界总场的非线性算子及其n6chet导数,本文首先给出了基于单层位势的组合Newton法.将组合Newton法转化为泛响优化问题,从而获得了该方法重建单个散射体的收敛性分析.然后,基于遗传算法和正则化参数选取的模型函数方法,给出...     

Measurement of Random Surface Parameters of Weak Scatterers using the Speckle Contrast Method

Theoretical analysis shows that the deviation roughness ωand the lateral correlation length ξ of a weak scattering object determine the different properties of the contrast of the speckles in the image plane of a 4f system.Experimentally,we have measured the data of the speckle contrast versus the radius R of the variable filtering aperture.By fitting the theoretical results to these data,we extract the parameters ω and ξ of the random surfaces with Gaussian correlation.This method can determine the two parameters simultaneously and independently,and pre-calibrations are not needed.     

弱散射体产生的菲涅耳极深区散斑场相位涡旋演化的实验研究

实验提取了弱散射体产生的菲涅耳极深区的散斑场.发现当散射距离一定时,弱散射体光场的相位分布特征随散射体的粗糙度的变化而变化;对于某一弱散射体,相位分布特征随散射距离的变化而变化;当弱散射体的粗糙度大到一定程度时,才产生相位涡旋现象;散射体表面上存在相位涡旋;弱散射体产生的相位涡旋的密度随散射屏粗糙度的增大而增大,还随散射距离的增大而增大.研究结果对于认识弱散射体的相位及相位涡旋分布特征随粗糙度和散射距离的演化具有重要意义,而且对于认识散斑场随散射距离的演化有一定的帮助.     

二维开缝金属圆管带隙结构禁带特性中缝参数的研究

对二维组合开缝金属圆管的禁带特性进行了数值模拟和实验验证,着重研究了缝参数对禁带的影响,并分析了不同缝参数开缝圆管组合结构具有的独特禁带性质.模拟计算和实验结果符合较好,结果表明这种微缝带隙结构具有起始频率低的特点.同单一缝参数开缝圆管带隙结构相比,组合缝参数带隙结构具有连续的大禁带. 关键词： 微缝散射体 禁带     

单边噪声源环境下的格林函数提取

对单边噪声源环境下空间中存在散射体时的格林函数到达时间结构提取展开了实验性研究。通过对位于沙滩上的传声器上记录的海浪噪声进行互相关处理,成功提取出两传声器间的格林函数到达时间结构。到达时间结构中观察到伪散射路径,并且伪散射路径在幅值上远高于散射路径。针对上述现象给出了理论及仿真解释:当传声器对受噪声源单边照射时,广义光学定理失效,伪散射路径将会出现;同时,由于伪散射路径由所有方向噪声源贡献,散射路径仅有稳相点附近声源贡献,因此伪散射路径在幅值上可能高于散射路径。结果表明,在单边噪声源环境下,基于互相关技术可以提取伪散射路径。伪散射路径的短时稳定提取可以为散射体无源成像提供更多信息,在海洋声学、地震学等领域具有潜在应用价值。      

利用海浪噪声自相关实现散射体无源探测

提出了一种利用海浪噪声自相关实现散射体无源探测的新方法.将各接收器记录噪声信号的自相关减去所有接收器记录噪声信号自相关的平均值,得到散射信号的到达结构,然后结合基尔霍夫移位算法实现对散射体的探测.与利用背景噪声互相关提取格林函数从而实现散射体探测的方法不同,自相关无需考虑各个接收器之间的大量数据传输及时间同步问题,这为相距较远的多接收器和移动平台目标探测提供了极大的方便.将所提出的方法应用于实验数据中,最终探测结果与实际测量结果相比差别不大,验证了方法的有效性.     

ZnO粉末激光器激射激光的密度要求

基于相干反馈无序激光理论,以ZnO粉末激光器为例,模拟了光子在无序介质中的行为.发现只有密度达到临界值时才能出射激光;另外,当ZnO散射体密度不断增加时,系统的增益与损耗之比不断变大.系统激射激光变得更容易,以及满足激光激射所需的临界增益系数要求也越来越低,这与实验结果是相符的.     

广义斯奈尔定律与声超表面*

给出了广义斯奈尔定律的相关理论推导,并总结回顾了之前的几种设计,包括声人工结构表面和几种声超表面的案例。首先,以人工结构表面为例,以解析推导为主,结合数值模拟和实验结果,证明了人工窄井结构的异常反射现象。随后,我们回顾了声超表面的设计方法,包括折叠空间式和亥姆赫兹腔式两种典型的结构化设计。最后,我们重点回顾了一种厚度仅为1/20波长的声超表面,用于设计超薄声扩散体,称为声超表面施罗德扩散体。传统的施罗德扩散体是40年前提出的建筑声学领域的经典设计,而我们提出的声超表面施罗德扩散体在中心频率具有同样优质的漫反射效果。另外,通过混合不同目标频率的超表面单元,可以设计宽带的超薄施罗德扩散体,其带宽接近于商业化的施罗德扩散体,这个例子充分展示了声超表面在实际场合的应用潜能。