基于射线追踪法的线性菲涅尔聚光镜场阴影与遮挡分析

线性菲涅尔式聚光镜场的阴影与遮挡直接影响着系统光学效率,对其进行分析计算至关重要.根据线性菲涅尔式聚光镜场反射镜单轴跟踪的特点,建立平面直角坐标系,推导出任意时刻每列反射镜的坐标方程,利用射线追踪法追踪任意时刻入射至每列反射镜边缘及经边缘反射至接收器的太阳光线,得到阴影与遮挡的长度,根据几何光学推导了由太阳方位角导致的阴影与遮挡未形成区域面积的计算公式,进而得出阴影与遮挡效率.该方法计算量小、执行效率高,可以准确计算线性菲涅尔聚光镜场的阴影与遮挡效率.     

S形矩形波导的弯曲损耗计算

通过改进的有效折射率法求解S形矩形波导的弯曲损耗,并在此基础上给出了波导的弯曲损耗系数与波导的横截面的宽度与高度的对应关系,并且对幂函数、正弦、余弦3种函数的S形弯曲波导的损耗进行了对比研究.结果表明,当波导尺寸相同时,余弦函数的S形波导的损耗比正弦、幂函数都小;当波导长度L增大到500μm时,余弦函数的弯曲损耗减小到接近0,所以在S形弯曲波导的路径设计中应选择余弦形函数.这对集成光学中光路的设计有一定的指导意义.     

用二阶矩法研究复宗量正弦-高斯光束的焦移

根据Collim公式，研究了复宗量正弦-高斯光束通过薄透镜的聚焦特性，发现聚焦复宗量正弦．高斯光束的轴上光强为零．用二阶矩法推导出了复宗量正弦-高斯光束的束腰宽度及其位置的解析表达式，用此表达式可计算复宗量正弦-高斯光束的焦移．作为特例，给出了聚焦正弦-高斯光束和聚焦双曲正弦．高斯光束的相对焦移解析表达式．研究表明，相对焦移与光学系统参数、光束参数以及菲涅耳数有关．当光束的入射面与透镜的距离取适当值时，会出现无焦移现象．     

云冈石窟第19窟西耳窟地震动力响应

为探索石窟地震动力响应,建立了云冈石窟第19窟西侧耳窟的三维实体模型,并用有限差分软件FLAC3D对耳窟进行了地震动力模拟计算,分析了硐室岩体位移、加速度放大系数、应力分布和加速度傅里叶谱.数值模拟结果表明:地震作用下,该窟外立面岩体有外倾和塌落的趋势;石窟岩体的破坏模式以剪切破坏为主;地震波在耳窟所在高程范围的岩体内经多次反射、叠加,能量损耗较大,耗散的能量被该区域的岩体吸收,因此,进行抗震加固设计时,应适当提高此区域的地震加速度.     

部分相干平顶光束空间相干度的传输方程及特性

根据惠更斯-菲涅耳原理,导出了部分相干平顶光束在自由空间中光束空间相干度的传输方程,并通过数值计算研究了光束空间相干度的传输特性,研究表明,部分相干平顶光束空间相干度会出现振荡和相位奇异现象;随光束相关长度和光束阶数的减小,光束空间相干度的振荡减弱,相位奇异点减少;随光束传输距离的增大,光束空间相干度的振荡增强,相位奇异点增多,且宽度增大,即光束的空间相干性变好;光束空间相干度宽度与光强宽度的关系与光束阶数和光束传输距离无关,仅与光束相关长度有关。     

非对称双脊波导传输特性研究

运用有限差分法分析了非对称双脊波导传输特性,给出了非对称双脊波导的主模截止波长、单模带宽和场结构,并且与对称双脊波导的传输特性进行了比较,发现非对称双脊波导可以进一步实现波导小型化,这在微波工程中具有重要意义.数据对设计不对称脊波导具有重要参考价值.     

不对称双脊波导特性计算

运用有限差分法分析了不对称双脊波导传输特性,给出了不对称双脊波导的主模截止波长、单模带宽、场结构,并且与对称双脊波导的传输特性进行了比较,计算结果与对称的双脊波导相比较,不对称双脊波导减小了截止波长和单模带宽,因此可作为有效的双脊带宽滤波器,在微波工程中具有重要意义.数据对设计不对称脊波导具有重要参考价值.     

矩形波导缝隙阵列天线的快速综合算法

矩形波导缝隙阵列天线计算复杂,本文提出一种快速综合算法,充分考虑互耦的影响,并且可以对同相或不同相缝隙电压加权进行综合.首先在有源导纳法的基础上得出一个矩阵方程,互耦的影响和缝隙自身的影响分别可以用方程中的一个矩阵完全表示.分析矩阵的特性后,本文可将对面阵的综合转换为对每条波导上缝隙的综合,大大降低计算量.仿真实例验证了算法的有效性.     

弹性支承桩纵向振动的半解析解

从三维轴对称土模型出发,考虑桩周土体的三维波动效应,对弹性支承条件下桩的纵向振动特性进行分析,求解得到桩顶频域响应解析解、复刚度和速度导纳;利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度导纳时域响应半解析解。     

两种非线性二波导耦合器传输接线的比较分析

用一种简便的方法计算并分析了Jensen与Deering提出的两种非线性二波导耦合器，它们具有由两个非线性波导嵌入线性波导而成的类似结构，不同的是所用非线性波导材料分别具有二阶、三阶非线性。分析的结果有效地给出了耦合器的两个波导中强度和相位变化的信息，从而得到并比较了它们的开关特性，为设计二波导耦合器光开关提供了一种分析方法。     

Propagating Characteristics of Confocal Elliptical Waveguide Filled with Multilayered Dielectrics

Using the method of separation of variables in the elliptical coordinate system, a recursive formula for the electromagnetic fields in a confocal elliptical waveguide filled with multi-layered homogeneous isotropic media is derived; then the eigenequation for it is given. When an elliptical waveguide becomes a circular waveguide, the electromagnetic fields and the eigenequation of the circular waveguide can be obtained from the eigenequation of the elliptical waveguide using the asymptotic formulae of Mathieu and modified Mathieu functions for a large radial coordinate in the elliptical coordinate system, and the eigenequation of a circular waveguide filled with multilayered dielectrics can be treated as a special case of an elliptical waveguide.In addition, some numerical examples are presented to analyze the propagating characteristics influenced by the perrnittivity, permeability of dielectrics filled in the elliptical waveguide, etc. The results show that changing the permittivity or permeability of the dielectrics filled in the waveguide and the major semiaxis value of the i-th layer can change the propagating characteristics of an elliptical waveguide.     

基于BP神经网络的模型参考自适应控制

基于BP神经网络的误差反向传播机制,探讨了建立在BP神经网络基础上的模型参考自适应控制方法。该方法用2个BP神经网络分别作辨识器和控制器,其中辨识器兼作间接传递误差的通道,从而解决了控制器权值的修正问题。仿真结果表明, 经过学习控制结构具有较好的有效性。     

有径向导体板的多层介质同轴线传播性

采用分离变量方法，推导了有径向导体板、填充均匀的多层各向同性介质的同轴线各层电磁场之间的递推关系，得到了第1层与第N层介质中电磁场的关系方程．利用电磁场的系数递推关系，进一步推出了此种同轴线的特征方程．将其用于只有1种各向同性介质填充情况，得到此种特殊情形下的特征方程．在内导体半径等于零的情形下，同轴线即变成具有径向导体板的圆波导，得到圆波导的特征方程．为展示其传播特性，给出了填充2层介质的同轴线及圆波导中一些模式传播特性的数值计算结果．     

填充多层互易手征介质金属圆波导的传播特性

采用分离变量法,导出了填充多层互易手征介质的圆波导的模式特征方程,进而可得填充普通介质的圆波导的模式特征方程．为揭示填充多层互易手征介质圆波导的传播特性,给出了填充1层和2层互易手征介质圆波导部分模式的色散特性数值计算结果．结果表明,影响圆波导传播特性的主要因素是互易手征介质的折射率;当互易手征介质的磁导率变化,而折射率、手征参数和2层介质的半径之比不变时,其归一化截止频率明显变化;当2层互易手征介质参数不变,改变它们的半径之比时,对其低次模归一化截止频率影响很小,因此,想通过改变2层互易手征介质的半径之比达到显著改变其低次模归一化截止频率和归一化带宽不可取．     

压缩波惯性作用对其波形演变的影响

为了准确地评估隧道出口微压波,基于一维平面波方程和压缩波的特性,推导了压缩波在隧道内传播时压缩波压力梯度的理论公式.采用该理论公式,分析了传播距离,初始压缩波幅值以及初始压缩波波前长度等因素对隧道不同位置处压缩波压力波梯度的影响.结果表明:压缩波压力梯度随着传播距离的增加而増大,其变化幅度越来越大,当传播距离接近临界长度时,其压力梯度几乎发生突变;相同的传播距离下,压缩波压力梯度随初始压缩波幅值的增加而增加,随初始压缩波波前长度的增加而减小;当传播距离小于临界长度时,理论公式和数值计算结果的相对误差小于6%,数值计算结果与文献报道的实测结果吻合良好.      

列车运行引起的地面振动衰减分析

针对现有理论方法不能预测远距离地面振动的不足,对《动力机器基础设计规范》的地面振动衰减公式的参数进行适当调整,使其可用于预测铁路产生的地面振动衰减．计算了距铁路轨道中心50,100,200,400,500和1000m等不同测点处的地面振动,并与实测资料作了对比分析;首次预测并对比分析了列车运行引起的1000m远距离处地面振动传播与衰减．分析结果表明：调整后的《动力机器基础设计规范》公式可以预测铁路引起的远距离地面振动;由于实测加速度对比资料较少,因此,目前该公式仅推荐计算铁路的地面振动位移幅值和速度幅值．     

时变MIMO系统的联合符号检测与信道估计

针对MIMO系统时变多径信道,结舍分集舍并,提出一种带判决反馈的修正混和型MLSE（DF-MHMLSE）为基础的低复杂度联合符号检测与信道估计的递推算法．发送端仅需少量导频符号用于信道估计初始化,在此基础上,针对系统中各MISO子系统,分别采用修正混和型MLSE算法（MHMLSE）,形成临时判决符号矢量集合及对应的临时信道矢量集合,最终根据分集合并确定最佳判决符号矢量,同时实现信道矢量的自适应更新,该算法减小了传统MIMOMLSE的计算复杂度,实现了逐符号检测,并取得了较低的误比特率．     

混凝土连续箱梁偏载系数简化算法研究

基于经验系数法、偏心压力法以及修正的偏心压力法等几种偏载系数的简化算法,提出了按梁肋实际横向分配系数来计算偏载系数的简化公式。通过箱梁桥荷载试验和有限元法对提出简化公式的合理性进行了初步的验证。     

160Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.