声矢量阵阵元位置及幅相误差有源校正算法*

针对声矢量阵幅相误差及阵元位置误差校正问题,基于特征分解法,提出一种简单实用的有源校正算法。该方法需要合作信源的至少3个方位信息,根据声矢量阵的通道特征,利用特征分解法构造矩阵方程组,通过矩阵运算得到声矢量阵阵元位置和幅相误差参数,从而实现对声矢量阵的校正。大量计算机仿真表明该校正算法具有良好的声矢量阵阵列误差参数估计性能。     

超声相控阵系统中基于FPGA的PCIe总线数据传输研究*

针对超声相控阵系统的高速传输需求,本文提出了一种基于FPGA的PCIe总线传输方案。实现了基于PCIe总线的相控阵数据DMA(直接存储器读写)上传、控制命令下传、发送数据缓存及驱动和上位机测试程序设计。通过实验测试了PCIe总线的DMA传输速率,可达6.5Gbit/s,并成功将该方案应用于64通道超声相控阵检测系统中,实现了超声相控阵系统的PCIe总线数据传输。     

稳健宽带波束形成器设计的低阶统计量法*

由于传声器阵列通常对阵元失配误差较为敏感,因此稳健波束形成器的设计已成为传声器阵列处理领域的研究热点之一。概率密度法是目前传声器阵列稳健波束形成器设计中的一类重要方法,但该方法所需的阵元失配误差的概率密度信息在实际中较难获取。针对这一问题,本文研究了基于阵元失配误差低阶统计量的稳健波束形成器设计方法,该方法仅利用在实际中较易获取的阵元失配误差的一阶和二阶统计量信息。本文分别研究了基于阵元失配误差低阶统计量的固定权和变加权最小二乘波束形成器设计,给出了两种波束形成器的相关设计理论。理论和仿真分析表明,在小误差条件下,低阶统计量法所设计的波束形成器仍保持与概率密度法相当的性能。     

强流电子束入射角二维分布测量方法

电子束与靶物质相互作用时的入射角测量是强流电子束热-力学效应研究中的难点问题. 提出了一种新的基于覆盖不同厚度衰减片微型法拉第筒阵列的电子束入射角测量方法, 与现有方法相比, 可获得具有时域特性和位置分布的强流电子束入射角分布. 以此方法进行了入射角二维分布(r, θ)测量实验, 结果表明, 电子束入射角二维分布与束流箍缩情况紧密相关. 如果箍缩不明显, 则电子主要在自身做回旋运动的同时沿着电力线运动, 多以垂直或者小角度(40°以下)轰击到阳极靶面; 如果箍缩明显, 受E×B漂移影响, 电子束入射角度会明显变大, 从40°以下增至60°左右.     

X波段微带余割平方扩展波束天线阵赋形优化遗传算法研究

提出了一种改进型自适应遗传算法, 该算法用logistic函数拟合交叉概率和变异概率, 以赌轮盘选择和精英保留相结合的方式, 在全局寻找最优解. 与经典遗传算法相比, 改进型自适应遗传算法可以大大提高算法的求解质量. 本文基于改进的自适应遗传算法研究设计了-3 dB范围为0°-12°, -10 dB波束宽度为65°, 波束覆盖为65°, 天线频带范围为8.5-9.8 GHz, 中心频率为9.05 GHz的X波段微带余割平方扩展波束天线阵. 研究结果表明改进型自适应遗传算法对方向图的拟合程度具有较大提高, 适应度值可以从0.07以下提升到0.09以上.     

光场空间相干性的测量方法及比较

本文归纳了基于分波前干涉原理的具有代表性的干涉测量方法——杨氏双孔干涉法、逆波前杨氏干涉法和非冗余孔径阵列干涉测量法,以及基于分振幅干涉原理的干涉测量方法——自参考干涉测量法;介绍了各种测量方法的工作原理、实验配置;比较了4种测量方法的优缺点,并给出每种方法的最佳应用领域。本文结论可为根据对空间相干性测量的不同要求,选择合适的测量方法提供初步参考。     

分布式反馈激光器动态扫描光纤布拉格光栅波长解调系统

通过对该系统采集到的法布里-珀罗(F-P)标准具透射谱和光纤布拉格光栅(FBG)传感器反射谱进行寻峰算法以及拟合算法的研究,采用C语言编程和LabVIEW编程相结合的方式,实现了FBG波长信号的解调。其中,由于系统采集到的F-P透射谱和FBG反射谱线时域信号数据都由离散点构成,且在3dB带宽内均符合高斯曲线分布,采用高斯拟合对采集到的信号数据进行寻峰处理,提高系统精度;又由于分布式反馈(DFB)激光器的波长扫描存在着一定的非线性,采用二项式拟合对DFB激光器的波长扫描曲线进行拟合,以降低其非线性导致的误差。另外,设置一路标准FBG传感通道用于波长校准。实验研究表明该系统稳定性良好,波长测量范围为1 550.012~1 554.812nm,分辨力为1pm,精度为±10pm,验证了该系统可用于FBG波长信号检测的可行性。     

基于最小二乘法的均匀扩声技术研究

针对目前室外及超大型室内空间的扩声应用中声场分布不均匀的问题,本文提出了一种基于最小二乘法声场重建方法的扩声技术。该技术通过对目标声场的逼近来计算线性扬声器阵列各通道的输入参数,实现扩声区域内声压级的均匀分布,同时约束非扩声区域的声能量以获得较好指向性。本文通过仿真研究算法各参数的改变对控制结果的影响,探讨不同扩声区域和目标所对应参数的选取方法。仿真和实验比较了该算法以及未经控制的声场、相移法波束控制的效果,证明该方法可以获得更好的声场均匀度。     

损伤自诊断自适应智能材料结构的研究

本文介绍了一种强度型损伤自诊断自适应智能复合材料结构的研究情况。这种智能材料结构基于电阻应变丝为传感元件，形状记忆合金为动作元件。为使结构具有高的灵敏度及诊断精度，文中研究了传感元件的布置方案，提出了四点布置传感元件的方法。同时采用形状记忆合金为动作元件。在自诊断出损伤后，对相应的ＳＭＡ激励，以减小损伤或防止其扩展。     

Hexagonal Defect Array Formed under Steady Shear Flow in Water-in-Cholesteric Liquid Crystal Emulsions

The relation between the liquid crystalline textures and the steady shear viscosity has been investigated in cholesteric emulsions, composed of water, surfactants, and cholesteric liquid crystals. Both at the substrate surface and at the surfactant-coated droplet surface, a homeotropic anchoring is enforced to the adjacent liquid crystal. Under a steady shear flow with the shear rate below 100 s^–1, we observed that point defects spontaneously appear, and tend to adopt a regular hexagonal arrangement in the low shear-rate range of 1–20 s^–1. In viscosity measurements, the shear-thinning behavior was found, showing a clear correspondence to the texture change. We estimated the height of point defects in the hexagonal array from the viscosity increase in the shear-thinning, assuming that the shear-thinning behavior is caused by the reduction of the effective gap between cone and plate, owing to the presence of the hexagonal array anchored on the plate. The relation between the estimated height and the measured lateral size of point defects agreed with that of the quadrilateral array, which is formed after termination of the shear. This agreement informs that the shape of a point defect is preserved in both defect arrays, independently of shearing conditions.