基于修正Landweber迭代的声学温度场重建算法

针对不同温度场分布模型,采用修正Landweber迭代技术对其进行温度场重建,介绍了基于声学方法的烟气测温基本原理以及基于Landweber迭代的声学温度场重建算法.根据实际情况,确定了重建算法中的价值函数和迭代步长,使得收敛速度有明显提高,得到了稳定的重建结果.给出了不同温度场分布模型及其重建图像和重建误差.仿真结果表明,即使在声波发射/接收器数目较少时(如8个),该算法仍具有较高的重建精度和抗干扰能力,具有突出优点.     

基于互相关和插值运算的声波飞行时间测量

为了实现声学法温度场监测中声波飞行时间的高精度测量,介绍了声学法温度场检测原理与系统组成.提出了基于互相关和插值运算的声波飞行时间测量法.Matlab环境下的仿真研究表明：受采样间隔的限制,直接对发射端和接收端采样信号作互相关并寻峰,所确定的声波飞行时间精度较低;为获得更准确的声波飞行时间,弱噪声情况下,可对发射端和接收端采样信号的互相关函数在峰值附近做三次样条插值,细化后再次寻峰;中、强度噪声情况下,可对发射端和接收端采样信号做线性插值,细化后再做互相关和寻峰.该方法对提高声学法温度场检测精度具有实际意义.     

声学CT储粮温度监测收发器阵列设计

针对声波收发器阵列设计的合理性直接影响声学CT系统的测量实时性及温度场重建精度等问题,提出了声学CT储粮温度监测收发器阵列设计方法.该方法对围绕圆筒形仓布置的声波收发器数量、布局和有效声波路径选择等参数进行了计算机仿真设计.三种典型的三维模型温度场重建结果表明,有效声波传播路径选择、收发器布置的层数、每层布置收发器的个数都会对模型温度场重建质量产生较大影响.通过对声波收发器阵列的仿真设计,可优化收发器阵列各参数,提高声学CT系统的性能和温度场重建精度.     

隔声功能复合材料的有限元法分析

根据声波与材料作用原理,制备了一种新型降噪复合材料．由于声波作用到复合材料表面上时,除了声波的反射外,材料本身内部引起的拉伸、压缩、剪切多种变形形式也能消耗声能,因此复合材料能有效地阻隔声波的通过．在对这种材料的驻波管法声学测试的过程中,用有限元素法进行声学分析,得到与实验数据较为吻合的结果,实验结果和有限元分析结果都说明了此种复合材料具有良好的隔声性能．     

声频谱测井仪器的研制和野外实验

研制成功的声频谱测井仪器在井下发射和接收三种频率的声波信号,其中发射和接收20kHz声波信号的声系有一个发射和四个接收探头,源距为2．1～2．568m,间距为0．156m;发射和接收40kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距1．0—1．5m,间距0．5m;发射和接收10kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距为2．168—2．668m,间距0．5m．用三种不同的频率的声波进行测量记录目的是获得井壁径向深度不同处介质的声学信息,而且不同频率的声波信号在岩石中传播过程中频谱变化也是井壁岩层的可用声学信息．在井下的信息采集、数据传输、地面记录和监控全部由计算机控制．该仪器已经在大庆油田的三口井中成功的进行了野外实验．     

三维温度场声学CT重建中的声波路径选择

为了优化三维温度场声学CT重建系统,对声波路径的合理选择进行了仿真研究.将20个声波收发器布置在长方体被测区域的周围,分别考虑了4种声波路径选择方式,保留了非重复的所有路径、去除了长方体棱边上的路径、去除了长方体侧面上的路径和去除了长方体表面上的路径.用相对误差、均方根误差等指标,评价了温度场的重建质量.结果表明,声波路径的选择方式对温度场重建具有明显影响.合理地选择声波路径,可以降低声学CT法温度场重建的误差和计算量.     

新颖的Chirp通信系统同步方法

提出的同步方法把Chirp信号扫频频率范围和扫频时间都扩展了一倍的本地信号与接收信号相乘,并利用乘积信号中主要频率分量的强度来构成反馈环路,再通过该反馈环路来对输入信号的延迟进行跟踪和锁定。分析和仿真结果表明,该方法可以完成系统的时间同步任务。该方法的核心在于把本地参考信号的扫频频率范围和扫频时间进行了扩展,从而排除了常用方法在宽带、超宽带情况下受信道影响的问题,同时由于避免了使用滑动相关器,也因此降低了复杂度。     

16通道声波飞行时间测量系统

为了获得更多路径的声波飞行时间,提高声学法温度场重建精度,设计了基于虚拟仪器的16通道声波飞行时间测量系统.该系统以LabVIEW为软件设计平台,以数据采集模块、声波发射电路、声波接收电路和带声卡的计算机构成硬件系统,实现了声波信号的产生、发射、接收、采集和互相关分析全过程.测试结果表明,系统能够按照设计构想正常运行,用互相关分析法获得的各路径声波飞行时间估值稳定,在系统中嵌入适当的温度场重建算法便可实现16通道声学法温度场检测.     

供水管道泄漏声信号特性

为了对供水管道泄漏声波信号进行检测,分析了管道泄漏声波的产生机理、检测原理和管道泄漏声波信号的频率特性及衰减特性.采用CS3型水听器在模拟供水管道的环境中进行管道泄漏实验,采用MATLAB软件对实验采集到的泄漏声波信号进行分析.结果表明,管道泄漏的声波是60~70Hz的低频信号,其中稳定泄漏和末端泄漏的衰减特性不同,实验结果证明了管内听音技术用于检测供水管道泄漏信号的准确性和该检测技术的可行性.     

基于离散信号相关性的声波通讯信号识别方法

在采油作业中,井下油藏参数获取的准确性与实时性,对制定采油工艺至关重要。以油管柱作为信道的无线声波通讯技术,能够满足井下油藏参数实时性和传输速率的技术要求,近年来成为油井通讯领域的研究热点。针对油井无线声波通讯中因噪音干扰和波形畸变导致的识别困难问题,提出了一种有效的识别方法——声波动态模型匹配法。该方法基于油管柱的声学模型和离散信号相关性,通过将待识别声波信号与动态模型进行相关处理提取其相关系数特征,根据其相关系数鉴别每位声波信号的含义,提高识别的准确率。     

运动目标环境下的调频步进信号分析

线性调频步进信号是一种新的高距离分辨率信号。首先定义了线性调频步进信号的负型模糊函数,并简单分析了线性调频步进信号的一般分辨性能。对于运动目标环境下的线性调频步进信号特性进行了较为详尽的分析,讨论了线性调频步进信号的目标运动回波特性。在仿真试验中进一步分析了运动补偿的约束条件。     

基于广义随机共振的Chirp信号检测性能分析

为便于提取多个chirp信号叠加噪声模型中目标chirp信号的参数信息,本文研究了该混合信号激励过阻尼双稳系统的随机共振现象。但由于chirp信号在频域能量的非聚焦性,传统刻画随机共振的信噪比指标失效。因此,基于chirp信号在分数阶傅里叶变换域上的能量分布特性,对非线性随机动力系统的畸变输出信号进行变换域上的最优滤波,给出最优分数阶傅里叶变换域上的信干比定义形式,并以此作为目标chirp信号经过系统后的性能增益的度量和广义随机共振现象的判别依据。数值仿真结果表明,在存在多个chirp信号驱动的过阻尼双稳系统中,当目标chirp信号或噪声能量不足以激发粒子跃迁时,干扰chirp信号能在一定程度上协助粒子发生跃迁,产生协同随机共振现象,从而提高对目标chirp信号的检测性能。     

基于调频率调制的雷达通信共享信号研究

雷达通信一体化可有效提高电子系统的资源共享,是实现电子装备多功能综合一体化的一个重要方向。本文根据Chirp信号的调频率与分数阶傅里叶变换的阶数之间的关系,提出了一种基于Chirp信号调频率的雷达通信共享波形,固定调频率的主载波实现雷达功能,副载波由通信码元键控得到调频率从而实现通信信息调制;主载波与副载波的叠加形式使此共享信号能在不影响雷达性能的前提下实现单脉冲多比特的数据传输,而且利用不同阶数的分数阶傅里叶变换的解调过程具有多普勒稳健性。     

线性调频CO_2相干激光雷达的一种脉冲压缩方法

为了解决线性调频ＣＯ２相干激光雷达的信号处理技术，将普通雷达的信号处理方法引入相干激光雷达的信号处理中，提出采用余弦加仅匹配滤波的处理方法。对目前工艺水平的调频激光发射信号进行了模拟计算，表明该处理方法的理论测速和测距分辨率分别为０．０４ｍ／ｓ和０．５７ｍ。     

基于时频子空间方法的线性调频信号参量估计

针对加性色噪声背景下的多分量线性调频信号参量估计问题,提出了基于相位差分的时频子空间方法.该方法将时频子空间的方法引入线性调频信号参量估计中.首先时多分量线性调频信号做相位差分,然后在时域内利用子空问方法对差分后的信号进行滤波,最后用基于矩阵束的方法进行频率估计.本方法消除了使用相位差分而带来的交叉项的干扰,同时能够很好的消除加性色噪声对多分量线性调频信号的参量估计的影响.仿真实验证明了本方法的有效性.     

影像云纹图像栅线噪声消除分析研究

对影像云纹图像栅线噪声消除进行了分析研究－ 在实践的基础上，成功地设计了该套云纹图像栅线噪声消除装置，并应用于ＱＨＺＷ８８ 型双光束多功能面外云纹仪中－ 光栅主方向的往复运动提高了云纹图像的信噪比－     

利用时间-调频率分布特性的复杂运动目标ISAR成像研究

针对海面舰船目标的复杂运动所引起的调频率的变化并导致方位聚焦质量下降的问题,提出了一种新的基于TC-DechirpClean(时间-调频率平面的解调频Clean搜索方法)的瞬时成像方法,在方位信号的时间-调频率平面内,利用信号散射点调频率变化率的一维搜索方法得到信号的调频率的变化率和调频率值,同时,在补偿高次相位后做FFT变换,根据幅度最大的位置来确定信号的中心频率和幅度信息,重构有用的回波信号,最终对目标进行ISAR成像．实测数据成像结果证明了该方法能有效地解决调频率的变化所造成的方位聚焦质量下降的问题．     

Intermittent Clutter Removal Approach for Wind Profiler Data Based on Fractional Fourier Transform

Through the analysis of the target characteristics and according to the intermittent clutter bursting and short duration characteristics, a new method for the clutter recognition based on the fractional Fourier transform (FRFT) is proposed. This method is predicated on the fact that the FRFT perfectly localizes a chirp signal as an impulse when the angle parameter of the transform matches the chirp rate of the chirp signal. The method involves detecting the presence of the intermittent clutter and correctly estimating its orientation in the time-frequency plane, removing the intermittent clutter in the fractional domain, and completing wind estimation by the power spectrum. By testing the artificial WPR-like signal and data measured from the field, we verify that the FRFT-based method is very effective.     

Intermittent Clutter Removal Approac for wind Profiler Data Based on Fractional Fourier Transform

Through the analysis of the target characteristics and according to the intermittent clutter bursting and short duration characteristics, a new method for the clutter recognition based on the fractional Fourier transform (FRFT) is proposed. This method is predicated on the fact that the FRFT perfectly localizes a chirp signal as an impulse when the angle parameter of the transform matches the chirp rate of the chirp signal. The method involves detecting the presence of the intermittent clutter and correctly estimating its orientation in the time-frequency plane, removing the intermittent clutter in the fractional domain, and completing wind estimation by the power spectrum. By testing the artificial WPR-like signal and data measured from the field, we verify that the FRFT-based method is very effective.     

采用chirp信号调制的中压配电线通信系统

针对中压配电线信道特性,提出了一种基于分数阶Fourier变换(FRFT)的通信方法。以线性调频信号(chirp)作为调制信号,利用线性调频信号在分数阶傅里叶变换域的能量聚焦特性,提高系统的抗噪声干扰和频率选择性衰减的能力。建立了系统的仿真模型,仿真结果证明了方法的可行性。