岛礁海域海洋环境噪声垂直分布和垂直指向性

依据岛礁海域复杂海底地形、海试期间航船分布和实测风速数据,应用射线声传播理论,建立岛礁海域海洋环境噪声三维模型。在海试岛礁海域深海声道条件下,采用射线3D算法,仿真计算了32元垂直测量阵所处265~885 m负声速梯度深度范围内1 kHz风关和50 Hz远处航船海洋环境噪声级垂直分布,以及50 Hz航船海洋环境噪声垂直指向性,并与实测分析进行比较。结果表明,仿真结果与海试实测数据一致性良好。在本例海底起伏、接收点周边存在众多岛礁和海底山的三维环境中,1 kHz风关海洋环境噪声级随深度分布较近于均匀;西南方向较远处航道区海域海底较平坦,航道区至接收阵为缓斜坡海底,50 Hz远处航船海洋环境噪声级随深度有所增加,其噪声垂直指向性无明显水平凹槽。文中建立的岛礁海域海洋环境噪声三维模型,可较好地表征本例岛礁复杂地形海底起伏海域的风关和航船海洋环境噪声级的垂直分布、及航船环境噪声的垂直指向性,实测和仿真的岛礁海域海洋环境噪声相关数据,可供实际应用及相关研究参考。     

一种正六边形嵌套分形超宽带天线的设计

针对当前超宽带天线存在的方向性差、增益小的现状,提出了一种正六边形嵌套分形的超宽带天线。天线利用嵌套分形结构的自相似性和空间填充特性,有效拓展带宽,缩减天线尺寸。通过对天线维数进行仿真分析,选择带宽满足超宽带指标的四维和五维天线;对四维天线和五维天线的E-H面方向图及增益进行对比得知,五维天线较高增益由方向图畸变产生,故选择方向性更好的四维天线为此次设计的目标天线。目标天线尺寸仅为20 mm×23 mm×1.6 mm,带宽为2.7~10.6 GHz,增益为1.8~7.8 dBi,且天线实现了良好阻抗匹配。与引文其它天线相比,目标天线具有较小的尺寸,同时具有良好的方向性和较高的增益。天线实测结果与仿真基本吻合,验证了其研究与应用价值。     

基于自相关函数建模的小波域SAR图像去斑方法

合成孔径雷达（SAR）图像的小波系数间存在重要的相关性．通过对这种相关性的精确建模可以改善图像的去斑效果。提出了一种新的基于自相关函数建模的小波域SAR图像去斑方法。首先对原始SAR图像进行对数变换．再用可控金字塔作多尺度和多方向分解．分别对图像和噪声系数的自相关函数精确建模．并在图像自相关函数中引入方向性解析式．再利用维纳滤波得到去噪后的小波对数图像,最后经指数变换得到去斑后的SAR图像。对合成图像和实际sAR图像的去斑实验表明,该方法较其他经典方法的去斑效果要好。     

声表面波扭矩检测系统的分段环状天线设计

天线设计是实现无线无源声表面波扭矩检测的重要环节。针对待测扭矩的转轴结构设计了阅读器的分段环状天线,使用三维电磁仿真软件HFSS仿真了天线的中心频率、带宽、输入阻抗和方向图,在仿真优化的基础上制作了分段环状天线,并进行了相应的测试。测试结果表明,天线中心频率为431.6 MHz、带宽为424～440 MHz、输入阻抗接近50Ω,且天线所在平面具有较好的全向性。包括该阅读器天线的声表面波扭矩检测系统可实现较准确的扭矩测量,在-80～80 N·m时满量程误差为2.5%。     

模拟不同节理粗糙度对单裂隙渗流的影响

在研究岩体裂隙间的渗流特性时,节理粗糙度会影响裂隙水流的渗流特性和路径,因此需要对粗糙表面进行恰当的描述。本文选取伸长率、最大起伏高度、最大起伏角和分维数4个参数刻画粗糙度。结合分维数的计算方法,选择当最大起伏高度为2.5mm、节理宽度为5mm时,随机生成4组直线和曲线节理边界。建立二维模型模拟发现,最大起伏角、伸长率和分维数是影响水流流速分布的敏感因素。在节理最高起伏处的下边界,流速值最大。此外,粗糙度的方向性对渗流影响较大。同等节理条件下,可发现沿水流方向,最大起伏高度的位置越靠后,越能抑制最大流速值,从而减小渗流破坏。最后,根据规则锯齿状的节理试验分析表明,在外力条件下,渗流量一定时,节理通道一旦发生改变,内部形成的漩涡便与水流的有效路径呈现负相关关系。     

基于法拉第效应的空间电磁场测量的方向性研究

为了解决空间电磁场测量中的方向性问题,提出了三维测量和同时测量横、纵向磁场的两种方案.利用琼斯矩阵对三种晶体实例(TbY)IG、Ce:YIG和YIG进行误差计算和仿真,并对MR4磁光玻璃的方向性进行实验测试,理论和实验都证明采用三维测量的方法是可行的.对于第二种方案,利用琼斯矩阵进行公式推导得出椭圆偏振光的方位角、椭偏角与法拉第旋转角、磁致线双折射的数值关系,证明了同时测量横向和纵向磁场分量的可行性.     

南海夏季海洋环境噪声与海面风速相关特性分析

海洋环境噪声是影响潜艇作战及远程目标探测和定位的重要参数,由于海洋环境噪声具有很强的时空变异性,因此只能通过试验数据测量和处理了解环境噪声的统计特性。本文以2013年4月30日至8月1日,南海典型海域布放海洋环境噪声测量潜标系统所收录的环境噪声为研究对象,数据处理结果表明,在整个频率范围内,海洋环境噪声与对数风速具有很好的线性关系,但环境噪声随风速变化的斜率与频率相关,在1kHz附近达到最大值。本文通过波束形成分析了海洋环境噪声的垂直指向性,并给出了“垂直方向噪声”、“水平方向噪声”和“全向噪声”与风速相关性分析结果,可以看出,在风浪噪声与远处航船噪声都有贡献的中频段,“垂直方向噪声”与海面风速的相关性好于“全向噪声”和“水平方向噪声”与海面风速的相关性,且“垂直方向噪声”随风速变化的斜率略大于“全向噪声”随风速变化的斜率。     

表面声道对深海风成噪声垂直空间特性的影响规律

水下风成噪声的垂直空间特性包括噪声垂直方向性和垂直相关性,研究海洋环境对其影响规律对提升声呐性能、增加海洋环境参数反演的准确性具有重要意义.本文利用Pekeris割线下的简正波理论描述噪声的传播过程,研究了深海环境下存在表面声道时,表面声道以下噪声垂直空间特性的变化规律及其原因.研究表明,在临界深度以上,表面声道的存在导致噪声垂直方向性在水平凹槽边缘靠近海底方向上的峰值升高,噪声垂直相关性随垂直距离增加先后周期地向正相干和负相干方向偏移;在临界深度以下,表面声道的存在导致水平方向上的噪声能量增强,噪声垂直相关性整体向正相干方向偏移.当表面声道的参数变化时,表面声道的厚度变化对噪声垂直空间特性影响较大,而表面声道内的声速梯度变化对噪声垂直空间特性几乎没有影响.结合各类简正波的变化分析表明,存在表面声道时,噪声源激发的折射简正波阶数增加,强度增强,是表面声道引起噪声垂直空间特性变化的主要原因.     

雄穗对玉米冠层热辐射方向性的影响分析

通过三维计算机模型TRGM模拟分析了抽穗期雄穗对玉米冠层热辐射方向性的影响,并利用高架车平台和热像仪进行了地面遥感观测验证.结果表明,雄穗的存在对整体冠层的热辐射方向性特征影响较小,在建模和反演过程中可以忽略.