基于水声信道传播时延排序的分层空时信号检测

基于分层空时编码的多输入多输出技术是一种极具潜力的高速水声通信技术, 但要实现这种潜力需要复杂的空时信号处理方法, 以抵消来自水声信道的多径干扰和异步到达干扰, 以及叠加在接收端的各层信号之间的干扰. 对低复杂度的空时信号处理方案进行了研究, 提出了一种基于子信道传播时延排序的有序连续干扰抵消信号检测算法, 利用子信道间的传播时延差, 实现可使差错概率最小的最佳检测排序; 给出了利用信道估计, 以极低的计算量确定排序的方法, 从而可以大幅降低信号检测的计算复杂度. 采用低复杂度的单载波频域均衡来抵消水声信道中的码间干扰和异步到达干扰. 仿真结果表明, 基于时延排序的信号处理算法可以获得检测性能的改善, 而且性能增益在高数据率时更加显著. 研究结果表明, 采用有效的信号处理方法可使水声信道中造成信号检测干扰的传播时延成为改善系统性能的有利因素.     

电磁波在大面积等离子体片中传播特性的分析

脉冲磁约束线形空心阴极放电形成的大面积等离子体片可应用于等离子体天线、隐身及模拟超音速飞行器表面的等离子体鞘套. 本文首次利用实测等离子体片电子密度时空分布和横向场传播矩阵法, 研究了电磁波在等离子体片中反射率、透射率、吸收率随频率及脉冲放电时间的变化特征. 结果表明: 极化方向平行磁场的电磁波, 在小于截止频率的低频带内具有较高的反射率和吸收率, 增大电流, 反射率增加, 吸收率下降, 在大于截止频率的高频带内反射率和吸收率较低, 增大电流, 透射率下降, 吸收率升高; 极化方向垂直磁场的电磁波在高混杂谐振频率附近存在吸收率明显增强的吸收带, 谐振吸收峰值与放电电流无关; 脉冲放电期间, 电磁波的反射率、透射率与吸收率由不稳定过渡到稳定的时间约为100 μs, 过渡时间随着放电电流的增加而增大, 极化方向垂直磁场、小于截止频率的电磁波在稳定放电阶段谐振吸收较强. 本文的研究成果对利用等离子体片实现对电磁波的稳定高反射作用具有重要意义.     

基于HEA封端聚氨酯大孔树脂颗粒的合成、表征及水声声学性能

制备了丙烯酸-β-羟乙酯（HEA）封端的聚氨酯（PUA）大分子单体,采用正庚烷作致孔剂,用悬浮聚合法合成了聚氨酯-苯乙烯（PUA-St）及聚氨酯-苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯-二乙烯基苯（PUA-St-EMA-DVB）AB-交联共聚物大孔树脂颗粒。SEM表明：合成的PUA-St-EMA-DVB颗粒含有规整的、孔径较大的孔洞,...     

柱形装药自由场水中爆炸气泡的射流特性

为研究柱形装药水中爆炸气泡射流特性,采用高速摄影方法在实验水箱中对PETN药柱进行水中爆炸实验,初步获得了有关柱形装药自由场水中爆炸气泡运动的数据资料.研究结果表明:柱形装药自由场水中爆炸形成气泡的运动与球形装药的存在差别,药柱放置方式的变化也会导致水中爆炸气泡产生性质迥异的运动.当药柱水平放置时,气泡表面的运动呈非对...     

圆柱装药在偏心定向起爆时水中近场压力特性

对UHL-5装药在侧向9点偏心定向起爆和几何中心点起爆时的水下爆炸近场峰值压力分布特性进行实验研究和数值模拟,得到2种起爆条件下不同距离与方位角测点处冲击波峰值压力和侧向9点起爆时的定向增益区域.结果表明,对于5 kg圆柱形UHL-5装药,采用侧向9点偏心定向起爆方式时,在爆距750 mm、方位角90°范围内的流场区域...     

具有水样采集功能的观测型水下机器人的设计

为改善现阶段渔业养殖、 水下环境监测、 水质检测等领域人员作业困难、 效率低下的问题, 设计了一款具有水样采集功能的观测型水下机器人, 该设计搭载了传感器和水样采集装置采集水体环境信息。 首先进行了水样采集实验, 验证其运动能力和水样采集能力。 然后针对自然水域采集的图像, 采取动态阈值白平衡的方法, 去除光源强度和色偏的影响。 最后使用对比度拉伸、 直方图均衡、 限制对比度自适应直方图均衡(CLAHE:Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)3 种算法进行图像增强, 选取对比度、 信息熵和平均梯度进行像质评价。 实验结果表明, 该设计具有操作灵活, 交互性强的特点,CLAHE 方法明显提升了水下图像细节, 为科研实验、 水下探测和环境保护等方面提供了新途径。     

A General Cavitation Model for the Highly Nonlinear Mie-Grüneisen Equation of State

A general one-fluid cavitation model is proposed for a family of Mie-Grüneisen equations of state (EOS), which can provide a wide application of cavitation flows, such as liquid-vapour transformation and underwater explosion. An approximate Riemann problem and its approximate solver for the general cavitation model are developed. The approximate solver, which provides the interface pressure and normal velocity by an iterative method, is applied in computing the numerical flux at the phase interface for our compressible multi-medium flow simulation on Eulerian grids. Several numerical examples, including Riemann problems and underwater explosion applications, are presented to validate the cavitation model and the corresponding approximate solver.     

基于扩频码的单载波迭代频域均衡水声通信

单载波时域均衡在长时延扩展水声信道中计算量大,并对接收机参数的选择较为敏感,可靠性低,而正交频分复用信号峰均功率比高、对频率偏移敏感. 针对这些问题,提出基于扩频码的单载波块传输高速率水声通信方法和基于T/4分数间隔迭代频域均衡的接收机算法. 该接收机利用已知扩频码进行信道估计以及对由多普勒偏移引起的旋转相位进行估计,并通过一种低复杂度迭代频域均衡算法改善系统性能. 开展了湖上实验研究,结果表明在浅水1.8 km距离且复杂多径干扰条件下,利用BPSK/QPSK调制可实现10^-2–10^-4的误码率并达到1500–3000 bit/s的有效数据率. 关键词： 水声通信 单载波 频域均衡 迭代处理     

Modelling of DC Electric Fields Induced by RF Sheath in Front of ICRF Antenna

Reducing the ICRH (ion cyclotron range frequency) antenna-plasma interaction is one of the key points for reaching very long tokamak discharges. One problem which limits such discharges, is the appearance of hot spots on the surface of the antenna: Radio Frequency (RF) sheaths modify the properties of the edge plasma by rectifying the RF potential along open magnetic field lines and can induce hot spots. This paper investigates the corrections to sheath potentials introduced by the interactions between adjacent flux tubes. Our theoretical study started from an oscillating double Langmuir probe model, in which a transverse influx of current was included. This model was confronted with 1D PIC simulations along a magnetic field line, and demonstrated that current exchanges can decrease mean potentials. A 2D electrostatic fluid code was then developed, which couples adjacent flux tubes in a poloidal cross section with collisional conductivity or polarization currents. It showed that transverse currents are able to smooth structures smaller than a characteristic size in the sheath potential maps (results for Tore Supra). These computed rectified potentials can be used to obtain the DC electric fields in front of the antenna. And then, it gives an estimate of the particle drift and the energy flux on the antenna structure, which can explain hot spots.     

水声定位系统信号模拟器主控台软件的设计与实现

信号模拟器可以用于声呐系统的日常维护,检测声呐的探测、测距功能是否正常,可以提前发现声呐故障以便于及时维修.详细地介绍了信号模拟器的主控台软件设计中的目标信号样本的产生、高精度时延数值的计算以及超长信号样本数据和时延数据的传送等关键技术问题,以及主控软件的构成.模拟器具有良好的用户界面,控制灵活,具有广泛的实用价值.