混响场互易常数的测量方法北大核心CSCD

[目的]为了实现混响场互易常数的窄带准确测量,[方法]利用相同的发射接收系统装置,保持相同的参数设置,在自由场中测量不同频率下的开路输出电压,然后再在混响水池中的混响控制区采用空间平均方式测得空间内平均开路输出电压。[结果]通过两者计算得到混响半径,得到了互易常数。[结论]此方法使用单频连续正弦信号,利用空间平均测量技术,测量简单方便且对测量仪器和软件程序要求不高,适用性强。通过与基于混响时间的测量方法得到的混响场互易常数结果对比,测量结果基本一致,验证了此方法的有效性。     

浅海近距离混响空间方向性试验

三分量压差式矢量水听器能够同时测量声场的声压p(t)和振速的2个正交分量vx(t),vy(t).为了研究混响的空间特性,以瞬时声能流和瞬时方位为基础,利用2个压差式矢量水听器同时对浅海近距离混响场的水平方向性和垂直方向性进行测试和分析.结果表明:声能流方法可以大致地描述混响场的方向性特性,能够揭示散射信号方位角或散射体的空间分布,同时还可以检测和判断目标的距离和方位,并且对海面和海底散射特性的研究以及主动声呐探测都具有重要意义.     

水下复杂目标在空间中低频散射场的TSS-FDTD分析北大核心CSCD

[目的]随着人类对海洋资源的逐步开发,海面下运行的航行器数量激增,由此带来的对航行器等水下复杂目标的电磁探测问题亟待解决。[方法]基于总场-散射场源时域有限差分方法(TSS-FDTD)和海面上下表面的场值转换算法,分析水下天线阵列源照射水下航行器目标产生散射场的空间分布规律。通过计算得到水下天线阵列与复杂目标附近区域的场分布、整个水下空间的场分布和海面上方的场分布,并将目标与源在不同相对位置的3组模型在空间中的散射场进行对比分析。[结果]结果表明:在海水内部环境中,不同目标模型的散射场差异较大,通过观测该散射场可确定目标的存在;而在海面上空,不同目标模型的散射场差异较小,通过观测其散射场均值和能量分布情况也能确定目标是否存在。[结论]研究结果可为相似工作频段的探测雷达提供数值参考,为水下航行器探测、水下救援、打捞沉船等工程领域提供技术支撑。     

混响背景下基于波束成形的声成像技术

为了探究如何在混响场中对目标声源进行精准定位,首先模拟混响环境,构建点声源和阵列测量面,分别利用常规波束成形算法、基于正交匹配追踪的反卷积波束成形算法以及基于脉冲响应函数的自适应波束成形算法对不同频率下阵列接收到的信号进行处理,得到声成像效果图;其次在混响背景的条件下加入干扰噪声,分别利用以上3种算法对信号进行处理,通过对比分析声成像效果以及各算法的运行时间,确定基于脉冲响应函数的自适应波束成形算法的定位效果最佳。     

线性调频信号的抗混响起伏模型

在假设混响模型为一时间随机过程F(t)的基础上，利用信号模糊函数的概念，分析推导了混响干扰起伏表达式，建立了线性调频信号抗混响起伏模型，并对相同脉宽、相同主频条件下的调频信号和单频信号的混响起伏作了比较，用实验的记录结果证实了理论模型的合理性。     

基于数据平滑的降维STAP混响抑制方法

分析了主动声呐采用空时自适应处理进行混响抑制的困难,给出了一种有效的降维空时自适应处理方法.该方法把待检测的空时数据划分为子组进行空时自适应处理,采用空时前后向平滑的方法来增加有效的样本数据数量,提高协方差矩阵的估计精度.通过分析子组输出间的相位关系,指出可以对所有子组的输出进行相干叠加.不仅能进一步提高输出信混比,还能减小空间和时间孔径的损失.通过仿真的混响数据比较了不同方法的改善因子,表明该方法能够有效消除强混响,而且具有较高的稳健性.     

雷击舰船金属桅杆的线缆耦合效应试验研究北大核心CSCD

[目的]旨在通过试验研究探索金属桅杆遭受雷击时内部线缆的耦合响应特性问题。[方法]搭建桅杆内部线缆系统雷电感应耦合试验平台,测量同轴线缆、两芯单屏蔽线缆及多芯双屏蔽线缆在4种端接负载特性(芯线两端均开路、芯线近地端接负载、芯线远地端接负载以及芯线两端接负载)下受模拟雷电流干扰产生的感应电压,并从时域和频域的角度分析感应电压与屏蔽效果受负载特性变化的影响规律。[结果]结果表明,4种端接负载情况下,3种线缆的感应电压均在芯线远地端接负载的情况下达到最大值;当芯线近地端接负载时,感应电压的主要频段大于雷电流,而在其他负载特性下两者相近;内屏蔽层接地能够降低感应电压峰值,但不影响频率响应的主要频段,芯线两端开路或远地端接负载时电压峰值的削弱最明显,分别降为内屏蔽层未接地时的59.3%和77.2%;3种线缆的感应电压峰值有较大差异,而上升时间和半峰值时间无明显区别。[结论]研究成果揭示了雷击舰船金属桅杆时端接负载特性对线缆耦合感应电压的影响规律,也为后续开展耦合效应计算提供了基础数据支撑。     

内爆炸后燃烧反应率时间历程理论预估及能量释放常数确定方法

[目的]约束空间内爆炸后燃烧效应涉及复杂的多组分化学反应燃烧过程,采用简化的反应率模型近似描述后燃烧效应具有一定的合理性和工程应用价值。然而,如何预估模型中的反应率时间历程及确定能量释放常数,仍是需要进一步解决的问题。为此,[方法]提出一种后燃烧反应率时间历程的理论预估方法,在此基础上采用化学反应动力学方法确定内爆炸化学反应时间,进而确定能量释放常数。[结果]研究表明:虽然在爆炸初期和爆炸后期理论预估公式与数值计算结果存在一定的差异,但总体趋势吻合较好;按照化学反应动力学分析方法近似确定化学反应结束时刻具有一定的合理性和可靠性。[结论]研究结果可为抗爆结构设计及毁伤评估提供一定的参考和指导。     

一种改进的混响精细结构模型及其特性分析

混响是鱼雷主动自导背景干扰的一部分,混响的建模与仿真对于研究鱼雷声自导系统具有重要意义。混响具有空时特性,利用空时自适应处理方法抑制混响成为一种可能。因此建立能准确反应水下声传播特性的混响模型,并在此基础上研究其空时特性,是声呐空时处理的重要环节。从水下声信号的特点出发,利用单元散射原理,对界面混响进行精细结构建模、仿真。仿真结果表明:该模型除了能比较完整细致地模拟混响的各种统计特性外,还能保持阵元间的空间相关性,而且能体现出混响的空时特性。     

潜艇建造中的全站仪高精度转站方法

[目的]应用全站仪对潜艇总段耐压壳体进行测量时,由于壳体分层、结构物遮挡等原因,需在多个不同位置架设全站仪才能完成整个舱段的测量,而全站仪自身转站功能限制条件大,无法满足潜艇内部测量的复杂环境要求,也难以保证较好的总体测量精度,因此提出一种新的高精度转站方法。[方法]该方法是在不同站位下均测量设定的几个相同公共点,利用各站位下的公共点坐标设计算法,自动建立多级转站关系,[结果]有效提高了转站精度和测量效率。[结论]实验表明,所提方法在多级转站条件下仍能保证总体测量达到亚毫米精度,可以满足潜艇建造的高精度测量要求。     

潜艇建造中的全站仪高精度转站方法北大核心CSCD

[目的]应用全站仪对潜艇总段耐压壳体进行测量时,由于壳体分层、结构物遮挡等原因,需在多个不同位置架设全站仪才能完成整个舱段的测量,而全站仪自身转站功能限制条件大,无法满足潜艇内部测量的复杂环境要求,也难以保证较好的总体测量精度,因此提出一种新的高精度转站方法。[方法]该方法是在不同站位下均测量设定的几个相同公共点,利用各站位下的公共点坐标设计算法,自动建立多级转站关系,[结果]有效提高了转站精度和测量效率。[结论]实验表明,所提方法在多级转站条件下仍能保证总体测量达到亚毫米精度,可以满足潜艇建造的高精度测量要求。     

角锥喇叭天线高空电磁脉冲响应统计特性分析北大核心CSCD

[目的]旨在研究入射参量随机分布条件下电磁脉冲作用时角锥喇叭天线的耦合响应规律。[方法]首先,基于CST电磁仿真软件与Matlab软件联合仿真,建立角锥喇叭天线的电磁脉冲响应统计分析模型;然后,利用CST建立天线电磁脉冲响应仿真模型,通过电压驻波比、增益曲线来验证模型的合理性;接着,考虑通信系统在发射、接收等不同状态下的射频端口阻抗特性,在峰值场强50 kV/m的高空电磁脉冲(HEMP)照射下,得到天线端口耦合响应指标(包括开路电压、短路电流和负载电流等);最后,在球坐标系中设定方位角、仰角和极化角以服从均匀分布,并使用Matlab对天线负载响应波形峰值、波形能量等主要响应指标进行分布拟合。[结果]结果显示,主要信号指标概率分布大都呈“凸”字形曲线。以波形峰值为例,其响应波形峰值有90%的概率小于0.13 A,仅为最大峰值0.8 A的16.2%,即除了在特定的电磁脉冲入射范围内,角锥喇叭天线响应波形的各信号指标在大多数情况下都保持在较低水平。[结论]所得结果可为通信系统电磁脉冲易损性分析奠定基础。     

基于加权矢量神经网络的辐射源识别方法

现有的很多分类识别方法包括基于专家系统的方法[1]、基于贝叶斯理论的方法、基于模糊模式识别的方法[2]、基于最近邻的方法[3]、基于人工神经网络的方法[3]等等在辐射源识别中都有比较成功的应用,但这些方法一般都针对测量参数为标量形式的测量值进行处理,在一定程度上解决了由于参数测量误差所引起的辐射源识别问题,对于误差的另一种情形,即测量参数为区间类型模糊值的情况讨论却较少,文献提出了一种基于模糊IF-Then规则的神经网络算法,给出了能够处理模糊输入的神经网络体系结构,同时给出了一种基于代价函数的学习算法,其代价函数由实际模糊输出和无模糊输出决定,通过学习该网络能够实现模糊输入到模糊输出的非线性映射。     

基于联合平差的船台测量场标定方法研究

针对船台测量场中由测量误差和算法误差所引起的公共点位置偏差,本文采用联合平差算法实现船台测量场的标定,该方法基于最小二乘原理和条件平差给出船台测量场公共点位置的误差方程和约束条件方程,并根据此方程得到满足船台测量场公共点位置误差最小的坐标转换参数求解方法。实验结果证明,该方法有效减少了利用多级转站方法构建船台测量场时的公共点位置误差。     

水下圆柱壳自由场声辐射特性的获取

[目的]水下目标的声辐射特性测量通常因受到海面、海底和外部噪声源的干扰而难以获取。为了解决在以海面或海底为界且有噪声源干扰下的半空间内水下目标自由场声辐射特性的获取问题,[方法]利用基于边界元法的声场还原技术,以典型的水下圆柱壳模型为例,分别还原圆柱壳只在海面/海底影响下或同时受海面/海底以及外部噪声源影响下的自由场声辐射特性。[结果]数值结果表明:海面、海底和外部噪声源会极大地影响水下目标辐射声场的测量结果,但利用基于边界元的声场还原方法分离得到的还原声场的辐射声功率与自由声场的结果吻合较好,同时场点声压、指向性等特性也基本一致。[结论]因此可以利用基于边界元的声场还原方法有效获取水下目标的自由场声辐射特性。     

力-声互易在水下声源强度测量中的应用

针对水下声源强度测定问题,提出一种互易评估的测量方法。对常规测试方法和力-声互易评估方法进行理论分析,利用双层圆柱壳体模型在消声水池中进行研究和试验验证,得到无指向性水下声源的体积速度。对2种测试方法的结果进行对比,分析其适用性和准确性。结果表明,互易评估结果和常规测试结果趋势一致,差值不超过3 d B。力-声互易评估方法能够有效地测定声源体积速度,为今后的互易应用研究提供参考。     

一种电阻应变式传感器信号调节电路的设计

利用EWB仿真软件,设计了电阻应变式传感器的全电桥测量电路,并进行应用仿真.通过比较可以看出,全电桥输出电压灵敏度比半电桥提高了一倍,非线性误差也得到了改善.     

水筒噪声测量方法的改进

水筒是研究水动力噪声的主要设备之一,但由于测量方法的不完善,大大限制了水动力噪声测量结果的可信度。本文比较了现在常用的几种水筒噪声测量方法,分析了其存在的缺点,提出了水筒噪声测量的改进方法——混响箱法,即将水筒的实验段包围在一个较大的水箱内,测出箱内均方声压的空间平均值,经箱内声场的严格校准,计算出被测噪声源的辐射声功率或噪声源自由场中等效无指向声源级。     

基于五相三电平H桥逆变器的载波PWM控制

针对五相三电平H_Bridge逆变器输出电压空间矢量众多,算法复杂等特点,提出了一种新型的载波SPWM调制方式,该调制方式算法简单,同时,在实际控制过程中,易于通过注入零序分量的方式,对控制算法予以优化,从而获得理想的电压输出波形.理论分析的结果得到了仿真验证.     

考虑介质层影响的电磁脉冲耦合传输线模型北大核心CSCD

[目的]Baum-Liu-Tesche(BLT)方程是进行场–线耦合计算的重要方法,在电磁耦合定量分析领域具有广泛应用。经典BLT方程忽略了线缆介质层对入射电场的畸变特性,导致在特定入射、极化方向下的耦合效率计算出现较大误差。[方法]针对该问题,将频域修正的BLT方法引入时域,研究在高空电磁脉冲(HEMP)激励下单根线缆负载电压和电流响应的计算方法,并通过与全波算法计算结果对比,验证模型的正确性。在此基础上,对修正方法所适用的线缆结构(高度、线径、介质层参数等)、入射电场(入射方向、极化方向)特征进行分析。[结果]结果显示,在HEMP激励下,以全波仿真结果为基准,经典BLT模型预测响应结果误差可高达一倍以上,而引入介质层修正系数后的BLT模型准确度显著提高。[结论]该研究验证了BLT修正模型在分析时域场–线耦合问题时的准确性,提出了BLT修正模型的适用性判据,有助于阐明HEMP同实际复杂线缆的相互耦合作用机制。