雷达信号环境测量系统的设计与测试

针对复杂电磁环境特性认知与可视化的现实应用需求，设计了一套基于分层认知概念的雷达信号环境测量系统，实现了对外界多个雷达辐射源信号参数的感知测量，同时以二维坐标形式对测量过程中的各种物理量进行了分层可视化展示。该系统的设计实现期望能够为电磁环境感知、分析提供一种有效的技术方案参考。     

电磁发射枢轨界面初始接触状态研究

C型电枢通过尾翼弹性变形为电磁发射提供枢轨壁面初始接触力,初始接触状态对电磁轨道发射全过程的滑动界面状态起决定作用,影响系统效率和轨道寿命。通过建立接触模型进行模拟计算和设计多组对比试验,研究了C型电枢作用下初始接触状态。考虑材料的安全变形控制范围,在电枢头部尺寸的微小变动和尾翼的不同设计尺寸下,分析了接触压强、接触区域(面积)、接触力的变化规律。提出了控制接触状态的关键参量——压入比,接触区域随压入比的增大从电枢尾部向头部移动,最大接触面积约占总接触表面的50%。讨论了良好电接触要求下最佳接触状态及其工程实现方法。     

某型复杂装备车载状态监测系统设计

某型复杂装备现有设备监测数据达不到对全车的故障诊断与健康状态评估所需数据的要求,通过分析其整车电气信号,为满足复杂装备对整车数据的监测需求,设计了车载状态监测系统;给出了车载监测系统的总体架构,对综合控制处理电路、实时数据采集处理电路、总线数据监控电路和车载显示系统硬件进行了设计,设计了车载采集与报警系统和显示系统软件,最后对系统进行了车载测试,表明系统能够对复杂装备的实时运行状态进行监测,完成基本的故障诊断功能,为早期发现故障缺陷,提出处置措施,开展系统健康管理提供了条件。     

多功能扫描质子核探针信号探测和数据获取系统

为了在一次扫描质子核探针实验中能获取多种物理信息,研制了多功能信号探测与数据获取系统。系统由组合探测器、多站多参量数据采集与束流扫描、样品台控制与显微观测三个子系统组成。组合探测器包括了Si(Li)X射线探测器,高纯Geγ射线探测器,以及Au(Si)面垒带电粒子探测器,可完成多种物理参数的同时获取。系统的核心数据采集与束流扫描系统基于NI公司的PXI-7852R数据采集卡和LabVIEW软件平台,具备了多个物理信号采集、多能谱显示以及束流扫描和二维成像等功能。六轴高精度真空样品台由计算机控制,可实现显微图像对样品的定位及对扫描区域的可视化选择。初步实验验证了该系统的可靠性与稳定性。     

电磁作战环境概念分析

从近年来热议的电磁频谱战入手,分析了此概念群的来龙去脉,并深入解读和分析了联合电磁频谱作战、电磁作战环境、电磁战斗序列与传统电磁环境等概念及其相互关系;从《军语》定义出发,透视了电磁作战环境的电磁环境结构,刻画了其对军事力量的电磁影响,揭示出电磁作战环境与复杂电磁环境具有情理之中的同构;通过案例也提醒人们电磁作战环境仍有意料之外的复杂性;最后,指出新老概念的辩证统一。     

基于安卓的便携式无线多道能谱测量系统

为了满足实时现场测量和能谱监测的需求,设计了一种便携式无线多道数据采集系统。系统可以完成小剂量能谱测量和多道分析,并采用WIFI通信的方式,结合Android操作系统平台实现对能谱测量数据的记录和处理。介绍了系统的设计方案,包括测量原理、硬件设计和软件设计。具体阐述了各个硬件单元的原理、功能和设计要点。最后进行了能谱测试和同类仪器比对实验,根据测量结果分析了该能谱测量系统的性能。系统样机的采集道数为64k,能量分辨率为3.81%。     

零电磁材料聚焦器

基于二维LC网络,设计了一种零电磁材料聚焦器,导出了该器件等效节点电压分布矩阵,研究了聚焦区域为三角形、四边形、六边形、八边形的电磁聚焦器,并在此基础上仿真了形状和尺寸对其聚焦特性的影响。结果表明:当聚焦区域小于两倍波长时,该器件的特性与聚焦区域的形状无关; 当聚焦区域逐渐增大时,焦点的能量也随之增强; 当聚焦区域大于两倍波长时,主焦点逐渐消失,同时将产生多个副焦点。     

用于侦察告警的Bragg声光接收机

针对测频器件的缺陷,提出了利用声光器件对电磁波进行实时测频的设计方案。根据现代光学理论设计了声光频谱分析系统,研制出软硬件设备。通过试验和仿真,达到了对电磁频谱进行实时检测分析的目的。与其他测频器件相比,所设计的系统体积小、耗能少、稳定性好,传递速度快,且易于计算机控制。采用声光器件制成的Bragg声光接收机能够在复杂的电磁环境中同时快速检测出多束射频电磁波,在电子战中有很高的应用价值。     

基于Shepard插值技术的电磁环境地图构建

随着信息产业和相关无线电通信业务的不断发展,频谱管理问题将更具挑战性。合适的频谱管理方法使得发射机有效地重复利用频率,用户设备(UE)可以选择最佳的基站。电磁环境地图(REM)概念作为解决频谱稀缺性和提高频谱利用率的工具,使不同的用户有效地共享频谱资源。电磁环境地图正在成为越来越普及的干扰管理和资源分配方法。构建电磁环境地图并不需要昂贵和耗时的调查或复杂的校准过程。给出了Shepard插值技术,并在某些方面对其进行改进,从而构建精确的电磁环境地图。此外,通过均方根误差(RMSE)作为性能度量,对测量值的数量和分布的影响进行分析比较。仿真结果表明,通过迭代聚类采样和优化的Shepard插值技术,并增加测量次数,从均方根误差的性能指标角度出发,能获得最精确的电磁环境地图。     

EAST装置中70m双绞线对信号衰减的研究

为了分析EAST装置电磁测量系统中70m双绞线给测量信号带来的影响,建立了电磁线圈和双绞线的等效电路模型。设计了有双绞线模型和没有双绞线模型的两种电路模型,并对这两种模型在simolorer6.0软件中进行了仿真,通过分析这两种模型的传递函数和仿真输出的电压峰峰值,证明了70m双绞线对EAST中电磁测量系统的影响是可以忽略的。     

无衰变二能级原子在电磁场中态的演化

求解了经典电磁场中二能级原子系统的密度矩阵演化方程 。     

电磁场中二能级原子的量子相干性

求解了经典电磁场中二能级原子系统的密度矩阵演化方程,得到了系统状态的相干特性x     

Arc-discharge monitoring system of a high-power repetitively-pulsed TEA CO2 laser

High-power repetitively-pulsed TEA CO₂ lasers are excited by a glow discharge, and it turns out to be the arc discharge under some conditions. The arc-discharge is a disadvantageous condition and must be avoided. According to the Faraday electromagnetism induction principle, the arc-discharge monitoring system with a magnetic-field probe is designed for high-power repetitively-pulsed TEA CO₂ lasers. The magnetic-field variation induced by the discharge current can be tested, and the discharge state can be distinguished according to the output induction voltage. Experimental results show that the magnetic-field induction voltages generated by a glow discharge and an arc discharge are very different ones. The maximum induction voltage of the glow discharge is 2.0?V, while the minimum induction voltage of the arc discharge is 2.5?C4?V. Three alarm levels are set by measuring the arc-discharge intensities. At the first level, automatic filling?Cexhausting equipment starts to refresh the gas media, at the second level, the laser repetition rate is reduced, and at the third level the laser operation stops immediately. As a result, the working reliability of a high-power repetitively-pulsed TEA CO₂ laser system can be improved significantly by using the arc-discharge monitoring system.     

Determination of the Electromagnetic Lagrangian from a System of Poisson Brackets

The Lagrangian and Hamiltonian formulations of electromagnetism are reviewed and the Maxwell equations are obtained from the Hamiltonian for a system of many electric charges. It is shown that three of the equations which were obtained from the Hamiltonian, namely the Lorentz force law and two Maxwell equations, can be obtained as well from a set of postulated Poisson brackets. It is shown how the results derived from these brackets can be used to reconstruct the original Lagrangian for the theory aided by some reasoning based on physical concepts.     

A note on the geometric unification of gravity and electromagnetism

In recent years there have been many authors that have sought ageometrically unified theory of gravity and electromagnetism. It will be argued that the motivation behind the search for such a unified theory on geometric grounds alone is both erroneous and misleading. It is felt that any new unified theory of gravity and electromagnetism must include an explanation of why the existing theory is inadequate, and should provide clear physical reasons for introducing new fields (or field equations) that appear in the theory.     

基于贝叶斯决策的电传飞控系统状态监测与健康管理

针对飞控系统早期故障信号的微弱性和不易检测性,提出了一种基于贝叶斯决策的飞控系统状态监测和健康管理新算法;采用最大似然估计法对故障特征向量概率密度函数进行参数估计,监测飞控系统故障特征概率密度分布相对于正常状态的偏离,将不易检测的故障信号转化为容易观测到的偏离信息,实现飞控系统状态的健康评估;以某型电液伺服作动器为例,采用上述方法对其进行状态监测和健康管理,仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

Quasi-topological electromagnetism:Dark energy,dyonic black holes,stable photon spheres and hidden electromagnetic duality

We introduce the quasi-topological electromagnetism which is defined to be the squared norm of the topological 4-form F ∧ F. A salient property is that its energy-momentum tensor is of the isotropic perfect fluid with the pressure being precisely the opposite to its energy density. It can thus provide a model for dark energy. We study its application in both black hole physics and cosmology.The quasi-topological term has no effect on the purely electric or magnetic Reissner-Nordstr o¨m black holes, the dyonic solution is however completely modified. We find that the dyonic black holes can have four real horizons. For suitable parameters, the black hole can admit as many as three photon spheres, with one being stable. Another intriguing property is that although the quasitopological term breaks the electromagnetic duality, the symmetry emerges in the on-shell action in the Wheeler-De Witt patch. In cosmology, we demonstrate that the quasi-topological term alone is equivalent to a cosmological constant, but the model provides a mechanism for the dark energy to couple with other types of matter. We present a concrete example of the quasi-topological electromagnetism coupled to a scalar field that admits the standard FLRW cosmological solutions.     

基于CAN总线的电气火灾远程监控系统

为了解决传统电气火灾监控系统在远距离数据通信时误码率高、总线上可连接的终端节点数量少、传输速率低等问题,设计了一种基于CAN总线及STM32F103单片机的电气火灾远程监控系统。给出了系统的整体框架及其组成,重点阐述了火灾终端监控设备的硬件及软件设计思路,制订了火灾监控设备与上位机的通信协议。系统实现了消防联动设备的工作状态、被监控设备的供电电压、电流,被保护用电设备的剩余电流值,以及用电设备工作的环境温度的实时监测,并通过CAN总线将监测状态实时传输到远端计算机。在实现火灾监控的基础功能上,增加了通过现场总线与现场其它监控设备通信的主机功能。测试结果表明,系统在远距离数据通信时传输速率提高、增加监控节点的情况下,系统间的数据通信误码率非常低。     

双余度发动机状态监测技术的研究与应用

在飞机、舰艇、装甲、汽车电子控制系统中采用双余度发动机状态监测技术,能够有效提高飞机、舰艇、装甲、汽车运行的安全性和可靠性,以某型涡轴发动机为研究对象,对双余度发动机状态监测技术进行了深入研究,研制了双余度发动机状态监测系统,介绍了系统的总体设计、软硬件设计、余度设计,虚拟仪表设计,并在双余度发动机状态监测系统的设计中引入了嵌入式PC/104模块;为了使状态监测系统具有更好的扩展性和适应性,将系统设计成可以在两种方式下工作:机载运行方式和地面试车方式,通过这两种方式对发动机状态进行自动监测,为发动机的状态趋势分析、故障诊断和视情维修提供科学的依据;采用双余度发动机状态监测技术研制的某型涡轴发动机状态实时监测系统经过了大量的地面试验和某型直升机上试飞试验,功能、性能满足要求,目前该系统已在某型直升机上得到应用。     

飞参系统实时监视技术研究

针对飞机研制阶段各系统交联试验时故障定位慢、检查测试手段匮乏的问题,设计了飞参系统的实时监视功能。飞参系统中的机载设备与地面设备通过以太网进行数据交互,实现飞机状态的实时监视。分析了实时监视功能的作用与优势,并从某型飞参系统功能需求出发,阐述了机载设备的硬件配置及软件架构。基于UDP通信协议,提出了一种机载设备与地面设备交互的数据收发策略。该策略通过地面设备控制数据通信周期,机载设备采集的数据按周期发送给地面设备还原显示,实现了飞行数据的一边记录一边监视。实际应用表明,飞参系统的实时监视功能丰富了试验测试手段,提高了各个系统试验效率,实现了对飞机实时状态的监测,为航前快速检测技术的发展奠定了基础,具有很高的工程实用价值。