基于电缆-无线耦合的随钻测井信号传输新方法及其数值模拟研究

信号传输是随钻测井的重要组成部分, 也是随钻测井进一步发展的瓶颈.针对这个问题, 研究了由Novatek^TM提出的基于钻杆内有线传输, 钻杆间电磁耦合传输的随钻信号高速传输方法.首先, 针对钻杆间的电磁耦合结构的对称性, 采用了高效的数值模式匹配法对该耦合结构进行了电磁建模; 然后, 为了优化钻杆间耦合结构的耦合性能, 利用上述的电磁建模方法对该耦合结构进行了仿真分析, 分析了该耦合结构各个参数对耦合性能的影响, 并得出了一些有意义的结论, 该结论能够指导随钻测井信号钻杆间耦合传输的优化设计.另外, 钻杆内传输线利用矩形传输线设计, 设计出了50 Ω 特性阻抗的矩形传输线, 并计算了相关损耗.最后, 通过仿真和实验验证了优化设计的钻杆间耦合传输结构具有非常好的传输性能, 并且仿真和实验结果符合良好. 关键词： 随钻信号传输 数值模式匹配 电磁耦合 矩形传输线     

多重网格技术与波恩迭代法 相结合的反演新方法

本文将多重网格技术与波恩迭代法(BIM)相结合,利用时域散射数据对二维无耗非均匀介质剖面进行了反演.在反演迭代过程中,待反演目标区域的离散网格由粗逐渐变细.由于在反演的初期,目标区域离散网格较粗,离散反演积分方程所得到的矩阵方程的维数较小、条件数较低,使得该方法具有稳定性好、更容易收敛到真解的特点.通过反演实例表明,该方法极大地降低了反演过程的计算量,与传统的BIM方法相比能更精确地反演高对比度的散射目标.更为重要的是本文方法简单可行、可以与其它任何反演方法相结合.     

三维导电目标电磁散射的高阶多层快速多极子方法

为进一步提高电大尺寸目标散射求解能力,采用了基于多层快速多极子方法的高阶方法.与低阶相比,该方法所需未知量数目大大减少,而计算精度不变,因而具有比传统多层快速多极子方法更高的计算效率.给出的典型计算结果充分说明了高阶多层快速多极子方法的高效性.     

基于复杂系统自组织MIMO无线传输分集和编码技术研究现状及其技术路线

空间分集与编码调制技术相结合的空时编码技术,可以获得分集和编码增益,具有优异的抗衰落性能。传统空时编码和多输入多输出(MIMO)技术是通过多天线来实现空间分集的,但是由于移动台的尺寸和载频的限制,使多天线技术很难实现。基于复杂系统自组织MIMO无线传输分集和编码技术成为解决这一问题的可选方案,并且无需通过信道反馈信息,动态分配资源,提高了端到端的通信服务质量(QoS)和信道容量。     

基于高阶叠层基函数的加速迭代求解方法

研究了高阶叠层矢量基函数的尺度因子对迭代法求解矩阵方程收敛性的影响,选择了可以有效降低矩阵条件数的尺度因子;在此基础上,详细阐述了求解基于高阶叠层矢量基函数阻抗矩阵方程的叠层共轭梯度方法(HCGM),并从理论上分析了叠层共轭梯度算法的收敛性能.通过计算实例表明,与共轭梯度方法(CGM)相比.使用HCGM可以大幅度减少矩阵方程的迭代求解时间.     

电小线圈近场分析

天线的近场分析在近场通信(NFC)、电磁兼容(EMC)、阵列天线设计等领域越来越受到关注。准确高效的近场分析方法对于近场的分布控制和引导机制等有着重要的作用。本文针对典型天线磁偶极子(电小线圈)的近场进行了初步的理论研究,主要分析了磁偶极子的近场平均能量密度分布、有功功率和无功功率的关系和分布。并通过磁偶极子的场分量计算平均坡印廷矢量,从而定性分析了线圈"储能"和"辐射能量"的关系,同时根据平均坡印廷矢量给出了电小线圈的近场"储能"中能量流动的物理图像。本文还计算了磁偶极子的平均电场能量密度和平均磁场能量密度,并进一步分析了二者的分布以及比较了二者的大小关系。     

求解波导问题FEM线性系统的RIC预条件算法

提出了一种新型RIC预条件COCG迭代技术,用于改善有限元法仿真分析光电工程问题所产生的高度非正定的线性系统的迭代求解.提出的RIC预条件子是针对基本IC算法可能出现的分解崩溃问题,通过对主元进行加强来获得稳定的分解过程,进而产生高效的预条件子.数值试验表明,提出的RIC预条件子不仅能有效避免COCG迭代等方性崩溃,而且比常用的预条件子更高效;此外,RIC对其他若干Krylov子空间迭代法求解性能的改善作用也相当明显.     

改进的稀疏近似逆预条件算法求解电磁场边值问题

提出了一种MAINV稀疏近似逆预条件算法,用于改善电磁场边值问题的有限元分析所产生的的线性系统的迭代求解。该预条件子是在基本AINV算法基础上,在分解过程中对可能导致算法崩溃的极小主元进行实时补偿,从而获得高质量的预条件子。数值结果表明,MAINV预条件子对SQMR以及若干经典迭代法的加速效果十分明显;此外,与其他常规预条件子相比较,MAINV具有更好的求解性能。     

四维天线阵的频域全波分析

将四维天线阵的时域激励进行频域等效,并采用传统的频域全波分析方法分析了四维天线阵的辐射特性.计算了具有时间调制特性孔径尺寸可变以及具有运动相位中心特性的两种印刷偶极子四维天线线阵的辐射特性,结果与已有文献报道的实验结果吻合良好.为四维天线阵的精确分析与设计提供了重要的参考依据.     

三维导体目标的优化时频互推方法

据连带埃米特多项式(Associate Hermite)的时频自反性,在已知三维导体目标的早时响应和低频数据的情况下可以同时互推出晚时和高频响应.采用自适应的优化过程来确定连带Hermit多项式的最佳项数N以及此时的最佳展开时延t0、尺度因子q1和q2.在此基础上针对数据个数M1、M2的选取进行了讨论.