一种非正交对称条带束流位置监测器设计

介绍了一种条带束流位置监测器(BPM)的设计与仿真方法。在国家同步辐射实验室"太赫兹近场高通量材料物性测试系统"工程项目中,针对波荡器出口处真空室非正交对称性的问题,设计了矩形真空室和跑道形真空室下的两种非正交对称性条带BPM,并与传统的圆形真空室下条带BPM进行对比。基于边界元法,利用MATLAB软件分别对三种真空室下的条带BPM进行建模和仿真。仿真结果表明:相对于传统的圆形真空室下条带BPM,矩形和跑道形真空室下条带BPM灵敏度提高了30%,阻抗匹配误差相对降低了20%,束流位置拟合误差降低了80%。考虑加工精度,矩形真空室下的条带BPM更适用于该工程。     

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港珠澳大桥是世界桥梁史上里程碑式跨海大桥,地处台风多发区,长期服役中的不利载荷将不可避免导致其损伤积累和抗力衰减.因此结合损伤识别、传感测试、信号分析等多学科交叉的桥梁安全监测技术确保其安全运营,是一个重要而紧迫的科学问题.     

盲重构频域阵列信号的压缩感知水声目标方位估计

针对复杂海洋环境条件下压缩感知水声目标方位估计性能下降的问题,利用盲源分离能够提高信噪比的优势,提出了一种盲重构频域阵列信号的压缩感知水声目标方位估计方法。首先将阵元域信号通过傅里叶变换方法得到多个子带阵列信号;然后对各个子带阵列信号进行复数域盲源分离得到子带解混矩阵和子带分离信号估计,并对子带分离信号进行属性分析和处理;再根据处理后的子带分离信号和子带解混矩阵重构子带阵列信号,对重构的子带阵列信号采用频域压缩感知方法进行空间谱估计,得到各个子带的空间谱;最后将各子带得到的空间谱进行求和,搜索求和后空间谱的峰值则可实现目标方位估计。模拟器数据和海上实测数据验证结果表明,同等条件下该方法的目标检测能力优于经典的最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)方法、频域压缩感知(Compressed Sensing,CS)方法、盲源分离(Blind Source Separation,BSS)与MVDR相结合的方法(BSS+MVDR方法),测向精度更高,明显提高了弱目标信号的空间谱能量,增强了声呐检测弱目标的能力。      

有源声呐距离维波束形成方法

针对脉冲压缩处理所获得的距离分辨率和干扰抑制能力不足的问题,提出了有源声呐距离维波束形成方法。该方法从单个脉冲回波的频域输出中提取多组子带分量,每个子带分量的中心频率形成等差数列,对应的相移形成复指数等比数列(可类比于均匀直线阵的阵列流形向量)。根据这一特点,使用多组子带分量构建协方差矩阵,根据中心频率设计距离维加权向量,建立了距离维波束形成模型。给出了距离维常规波束形成和距离维自适应波束形成的表达式、处理流程,对距离分辨率和干扰抑制能力进行了分析。利用数值仿真和水池实验证明,距离维常规波束形成可获得与脉冲压缩处理类似的距离分辨率,而距离维自适应波束形成可获得更高的距离分辨率和更优的距离维干扰抑制能力。      

多聚螯合物酶联抗体交联磁性纳米乳胶的脂联素免疫透射比浊方法研究

采用多聚螯合物酶联抗体交联磁性纳米乳胶的脂联素免疫透射比浊法检测了血清中脂联素.发现多聚螯合物酶上含有大量HRP酶,可以极大地放大检测信号;在优化条件下,免疫比浊信号强度在脂联素0.005~0.2 ng·m L-1范围内变化时,并随着ADPN浓度的增加呈线性关系(R2=0.998),检出限为2 pg·m L-1.该方法能成功用于血清样本中脂联素的检测.     

基采用时频区域检测的雷达信号盲分选算法

为了解决欠定条件下密集雷达信号分选问题,提高雷达信号盲分选算法精度,提出了一种采用时频区域检测的雷达信号盲分选算法,首先利用短时傅立叶变换将混合信号映射至时频平面进行处理,然后通过聚类算法估计出混合矩阵,从而反解出源信号矩阵,进而估计出每一雷达源信号,能够在信号的时频平面投影相交且欠定的条件下,实现信号分选功能.仿真实验结果表明:提出的算法相比于传统的类MUSIC算法及其衍生的相关改进算法具有更高的分选精度和算法收敛性,且估计得到的源信号时域波形更优,体现了其有效性和优越性.     

基于抛物方程的海陆环境信号时延与到达角估计

针对复杂海陆环境中的无线信号传播预测问题，研究了适用于抛物方程的信号时延与到达角估计方法。将自由空间中抛物方程轴向波前信号视为本地副本信号，然后利用信号的自相关特性，将接收信号与副本信号进行互相关运算，最后通过相关函数的峰值检索，得到脉冲信号在复杂环境中传播的附加时延。采用数值算例，验证了该方法的正确性和有效性。此外，采用多重信号分类算法，由抛物方程构建接收阵列的协方差矩阵，并对其进行特征值分解，然后利用信号子空间和噪声子空间的正交性，实现复杂环境中的信号到达角估计。仿真结果表明，相比于传统的平面波谱方法，该方法具有更高的多径分辨率。基于上述方法，并结合数字地图，在典型的海陆环境中进行了仿真实验，分析了蒸发波导对脉冲信号传播时延和到达角的影响。     

基于S变换的地震信号降噪方法研究

S变换在分析非平稳信号时能有效地反映出频率随时间的变化,但由于其窗函数是固定不变的,在实际中应用受到了限制.从基本理论出发,推导出一种改进的S变换形式,并对合成信号分别进行傅立叶变换、s变换和改进的S变换,通过对比发现:改进的s变换方法能够更好地分辨非平稳信号的频率特性,比S变换具有更高的分辨率.最后应用改进的s变换方法对地震背景噪声数据进行了去噪处理,取得了较好的结果.