雷达信号处理技术及仿真

在此借助Matlab软件对雷达信号处理过程进行仿真,从仿真图形直观地理解雷达信号处理过程,也体现了Matlab软件在雷达信号处理仿真中的方便、快捷等优点。另外,对当今雷达恒虚警检测技术的现状、不足及其发展动态进行了论述,并通过改进模拟退火算法,提出了一种最优门限恒虚警检测算法。该算法能够在恒虚警检测过程中有效地选取检测门限,提高了雷达系统的恒虚警检测性能,对恒虚警发展具有一定的参考价值。     

Study of influence of radial matcher section end shape on RFQ cavity frequency

To investigate the feasibility of using a form cutter to machine the Radial Matcher Section (RMS) of the Radio Frequency Quadrupole (RFQ) for the Accelerator Driven System (ADS) project at Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences (IMP, CAS), the influence of RMS end shape on the RFQ cavity frequency is studied. The results indicate that using a form cutter to machine the RMS of an RFQ will indeed influence the cavity frequency. The RMS end shape will give more influence to a shorter RFQ cavity. For the 4.2 m ADS RFQ, the influence is negligible, which means that a form cutter can be used to machine the RMS.     

三进制编码实现硬件演化方法研究

针对硬件演化在演化算法中采用定长染色体编码结构位串,其编码过长会造成演化速度慢、成本高等缺点,提出基于三进制编码实现演化算法的方法.利用 Matlab 矩阵运算的优势,采用遗传算法实现演化算法,找到最优电路编码矩阵,得到了最佳电路函数表达式.实例反映了三进制编码比定长染色体编码规模小,遗传算法中采用多点定向变异具有收敛速度快等优点,证明了三进制编码演化算法的有效性.     

一米长四翼型RFQ调谐研究(英文)

为获取ADS工程中四翼型RFQ加速器在设计、调谐和运行等方面的经验,设计和建造了一台一米长四翼型RFQ加速器。该RFQ的设计频率为162.5 MHz,但是测量结果显示即使没有调谐器时,腔体的频率也为163.7 MHz。为降低腔体频率,使用四线模型理论进行了分析并重新设计了腔体的端板。使用了二极模稳定杆来加大四极频率与相邻二极频率的间隔。最终测量结果显示,在腔体电压分布没有大的波动的情况下腔体频率达到了设计频率。同时,腔体Q值降低了1%,这就要求需要更多的功率注入腔体。使用水对二极模稳定杆进行了冷却,以便腔体能够稳定工作。     

四杆与四翼型RFQ内的二极场研究

RFQ (射频四极透镜) 是直线加速器中最重要的前级聚焦加速结构，其工作模式下束流孔中的电场四极对称性是保证束流品质及加速效率的关键。为了解决其各自存在的工作模式下四极场的不对称问题，分别对四杆型RFQ 和四翼型RFQ 的结构和模式谐振特性做了研究。针对四翼型RFQ，模拟显示双端口对称耦合的方式从抵消二极模式和提高结构对称性两方面来达到削弱工作模式下的场分布中二极量的目的，对一个1 m段四翼RFQ 模型腔的测量证实了双端口对称耦合抵消腔内二极模式的有效性；针对四杆型RFQ 的二极场，以SSC-Linac 项目的RFQ 为原型，利用三维模拟计算软件CST-MWS 进行模拟，通过改进支撑板的结构并调整参数，完全地消除了工作模式下的极间二极场，且理论上此种改进方法对支撑板结构的四杆型RFQ 均有效。Radio Frequency Quadruple(RFQ) is the most important front-end acceleration structure in linear accelerators.It can focus and accelerate beam in longitudinal and transversal direction, simultaneously. Symmetric of electric field in acceleration aperture is very important for the beam dynamics. To an idea RFQ, there is only quadruple electric field in the acceleration aperture. The dipole field in aperture is harmful and need be as small as possible. The methods to reduce it are studied in a four-rod RFQ and a four-vane RFQ in the article ndependently. To a four-vane RFQ, the symmetrical double-port couplers are employed to counteract the neighboring dipole modes. The availability is confirmed by the simulation with the 3-D Finite Element tool, CST-MWS. And it is also observed by measuring a model-cavity with a symmetrical double-port couplers. To a four-rod RFQ, a new structure of stems is proposed to reduce the dipole mode.Taking the RFQ for the SSC-LINAC project as example, the dipole mode contributions to the electric filed is completely eliminated by selecting stem’s parameters carefully. It is confirmed by the simulation of CST-MWS. heoretically, this method is independent with the frequency of an RFQ and serves for all RFQs with 4-rod or 4-wane structure.     

随机阈值冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性分析

基于惯性约束聚变强激光装置中金属化膜脉冲电容器"自愈"的失效机理,提出了更为适合的冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性评估方法。现有的加速退化试验中,失效阈值往往是事先确定的,但考虑可靠性产品个体差异及环境影响的不同,这是不合理的,针对此问题提出了基于随机阈值的冲击模型金属化膜脉冲电容器退化建模的方法。由于模型过于复杂,采用MCMC方法进行参数估计。最后通过对电容器的仿真实验,将随机阈值下的评估结果与固定阈值的情况相对比,说明了该模型和方法的合理性,并进一步分析了不同的阈值分布均值和方差对产品可靠性的影响。     

不同收光方式下煤粉流的等离子体信号探测

针对煤粉流组分分布的不均匀性, 研究不同收光方式对煤粉流的激光诱导等离子体的光谱信号收集效果的影响.选用电厂常用燃煤神木混为实验对象,利用自行搭建的气固两相流实验台架产生稳定煤粉流,对比同向收光方式和侧向收光方式下煤的特征谱线信号探测的强度和稳定性.研究结果表明,相同实验条件下,中间穿孔反射镜使同向收光方式下探测的光谱信号强度较弱,而等离子体信号源位置沿激光束轴线的变化、等离子体信号本身沿空间分布的不均匀性及煤粉流的阻挡作用使侧向收光方式下探测的光谱信号稳定性较弱.     

苯乙烯-臭氧反应产生的二次有机气溶胶的吸湿性研究

基于自主搭建的加湿串联差分迁移率分析仪(hygroscopic tandem differential mobility analyzer,H-TDMA)和实验室烟雾箱模拟系统,分别对有无种子气溶胶(硫酸铵)存在的条件下,苯乙烯臭氧氧化反应体系产生的二次有机气溶胶(secondary organic aerosol,SOA)的吸湿性进行了研究.通过对反应产生的不同粒径的SOA粒子(70nm,85nm,100nm)的吸湿性测量,发现无论有无种子气溶胶的存在,产生的SOA粒子的吸湿生长因子(growthfactor,GF)(相对湿度为85％)都随着反应时间的继续而逐渐增大;并且在有硫酸铵种子气溶胶存在的条件下产生的SOA的吸湿性比无种子气溶胶情况下产生的粒子的吸湿性更强,但比纯的硫酸铵无机气溶胶的吸湿性要小.分析表明随着氧化反应的进行,更多的吸湿性较大的高极性氧化产物分配到SOA粒子中,导致这些粒子的GF由反应初始阶段的＜1逐渐增大到＞1;而在有种子气溶胶存在的条件下产生的SOA粒子,由于受硫酸铵种子气溶胶较强吸湿性的影响,比没有种子气溶胶时产生的纯SOA相对要强,但这种影响受限于外层包裹的有机组分的较低的吸湿性(相对于硫酸铵),因此远小于纯硫酸铵气溶胶的吸湿生长因子.而不同粒径的SOA粒子的吸湿性生长因子随时间的演化关系所表现出来的一致性,也表明了在本实验条件下,产生的SOA气溶胶粒子的化学组成不依赖于粒子的粒径.     

光照对柠檬烯臭氧氧化产生二次有机气溶胶的影响

作为一种重要的生物源挥发性有机物,柠檬烯的臭氧氧化是大气环境中二次有机气溶胶(SOA)的重要来源之一.基于实验室烟雾箱模拟系统,研究了紫外光照对柠檬烯臭氧氧化形成SOA的影响.实验分别对无光照(即“暗反应”)和有光照条件下反应前体物的消耗、SOA的质量浓度以及SOA的粒径分布随时间的变化等进行了实时探测,并结合气粒分配模型对产率进行了分析.研究结果表明在相应的实验条件下,紫外光照会导致SOA产率下降10％～16％,而气相氧化阶段相关中间产物或者最终产物的光化学反应可能是导致产率下降的重要原因之一.     

煤粉颗粒流在不同焦点位置条件下的激发特性

将激光诱导击穿光谱技术应用到煤粉颗粒流测量中,分析激光与样品流相互作用,并考察不同的聚焦焦深对等离子体激发特性的影响。在自行搭建的两相流的实验台架上,在大气环境条件下,利用激光器分别对1.0,0.5,0,-0.5, -1.0 mm焦深作用条件下的煤粉颗粒流进行击穿,同时利用光谱仪对等离子体信号进行采集。在相同的激光能量以及收光角度等条件下,改变聚焦激光的焦深,分析对比不同焦深下的等离子体温度、电子密度以及对煤元素分析中关注的C, Si和Al三个代表元素的光谱强度的变化规律。结果表明,不同的激光聚焦焦深对等离子体温度、电子密度和元素光谱强度的影响规律较为明显,三个参数整体变化规律是一致的,最优点为0 mm,其次为1.0,0.5,-0.5 mm,最劣点为-1.0 mm。