磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法

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作者 杨聪 任政勇 +3 位作者 陈程 姚鸿波 唐旭 汤井田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2015-2028,共14页

全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势... 全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持. 展开更多

关键词 时间域全球电磁感应 矢量有限元法 三维正演 地幔电性结构

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倾斜各向异性地层中多分量电磁波测井响应三维时域有限差分(FDTD)算法 被引量：23

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作者 杨守文 汪宏年 +1 位作者 陈桂波 姚东华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期833-841,共9页

利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的... 利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的时域递推公式,同时将面积加权平均与旋转矩阵技术相结合确定各个网格节点的等效电导率张量,此外,单轴各向异性吸收边界条什(UPML)被用于降低求解区域外边界反射.在此基础上.利用单频正弦磁偶源计算时域电磁场空间分布以及特殊的双方程算法(2E2U)从数值结果中快速提取电磁场幅度和相位,确定多分量电磁测井仪器的三维响应.最后.通过数值结果证明该算法的有效性,并系统考察不同层厚、地层倾角以及侵入带半径等变化对多分量电磁测井响应的影响. 展开更多

关键词 各向异性地层 3-D时域有限差分 多分量电磁波测井 时频变换

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三维地形频率域人工源电磁场的边界元模拟方法 被引量：18

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作者 阮百尧 王有学 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1197-1204,共8页

提出了一种用边界元法计算频率域人工源三维地形电磁场的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件,将上半空间(空气)和下半空间(地下介质)两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程.然后将对地形界面的积... 提出了一种用边界元法计算频率域人工源三维地形电磁场的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件,将上半空间(空气)和下半空间(地下介质)两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程.然后将对地形界面的积分剖分为一系列的三角单元积分.在三角单元积分中,假设单元中电磁场为无限大气空间电磁场与地形影响的叠加,并假设地形影响为常项,这样既保证了计算精度又使得计算方法简便.通过分解和计算,每一个矢量面积分方程分解为对应三个坐标方向的三个常量线性方程,这些线性方程组成了对角占优的线性方程组,可用SSOR方法求解.文中给出了垂直磁偶源的垂直磁场地形影响的例子. 展开更多

关键词 三维地形 人工源 频率域电磁法 数值计算

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频率域2．5-D井间波形层析成像及其实际应用 被引量：7

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作者 曹辉 陈国金 +2 位作者 郭建 吴永栓 姚振兴 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2008年第3期915-923,共9页

从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明:该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像... 从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明:该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像,尤其垂直分辨率有实质改善.模拟资料的抗噪试验表明:在信噪比为0.8的情况下,随机噪声对波形层析成像的影响较小;而相干噪声对全波形层析成像的影响显著,特别是初至波附近的强振幅干扰影响更为严重.井间实际资料的试处理结果表明:波形层析成像能很好地刻画井间介质的分布情况与储层连通性,对于油藏开发阶段的方案实施具有指导意义. 展开更多

关键词 频率域 3-D声波波动方程 井间观测方式 广义反演 波形层析成像 分辨率 噪声

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渤海及其邻区居里等温面的研究 被引量：16

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作者 刘光夏 张先 +2 位作者 贺为民 沈京秀 唐喜凤 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期398-402,共5页

采用三维磁性层反演方法，研究了渤海及周边地区的居里等温面起伏。结合地表热流值、地壳厚度及地壳上地幔的电性结构，分析了研究区的深部地质特征。发现渤海及济阳坳陷北部的垦利至黄河口地区，居里面的深度只有１３～２０ｋｍ，而胶... 采用三维磁性层反演方法，研究了渤海及周边地区的居里等温面起伏。结合地表热流值、地壳厚度及地壳上地幔的电性结构，分析了研究区的深部地质特征。发现渤海及济阳坳陷北部的垦利至黄河口地区，居里面的深度只有１３～２０ｋｍ，而胶辽和承德地区却深达２２～２４ｋｍ。该项研究旨在对地震区划的深部构造背景问题提出新的建议。 展开更多

关键词 居里等温面 航磁测量 渤海 地热流

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斜齿轮精确建模及有限元模态分析 被引量：14

6

作者 谢海东 周照耀 夏伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第11期55-56,94,共3页

通过三维造型软件UG实现渐开线斜齿轮的精确建模。采用有限元方法,研究斜齿轮的固有振动特性,分析斜齿 轮的主要振动类型,所得结论反映了斜齿轮的动力学性能,为振动响应求解做了必要的准备。

关键词 斜齿轮 三维造型 有限元法 固有频率 模态振型

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一种新的三维速度结构反演模型参数化方法 被引量：5

7

作者 朱露培 曾融生 刘福田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期34-43,共10页

本文针对三维速度反演问题中的一个重要步骤——模型的参数化作了探讨和研究,提出了一种新的参数化方法.同以往采用的矩形分块或划分网格点的方法不同,将待求扰动场按其空间频率展开,反演各阶频率系数.从三维傅氏级数理论出发,导出了一... 本文针对三维速度反演问题中的一个重要步骤——模型的参数化作了探讨和研究,提出了一种新的参数化方法.同以往采用的矩形分块或划分网格点的方法不同,将待求扰动场按其空间频率展开,反演各阶频率系数.从三维傅氏级数理论出发,导出了一个简明且便于计算的三维空间频谱展开公式,并从理论上分析了在空间域内离散模型和空间频率域内离散模型的不同之处. 理论分析表明,在空间域内采用过参数化离散模型来反演,会在所得到的解中混入人为的虚假结构,从而使反演解发生畸变.采用在频率域内离散模型的频谱参数化方法反演,可以有效地避免这一点.频谱参数化方法也使得我们可以过参数化(over-parameterization)离散模型,便于最大程度地从资料中提取正确信息,对模型的分辨程度完全取决于观测系统的分辨能力.这种方法在得到稳定的反演解的同时,还可得到观测系统在空间三个方向上的分辨率.数值模拟实验结果证实了以上结论. 展开更多

关键词 三维速度结构反演 模型参数化 空间频率域展开 数值模拟 地震

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三维频率-波数域视速度去噪方法 被引量：9

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作者 何旭莉 刘素芹 仝兆岐 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期62-66,共5页

利用地震剖面的时间-空间坐标与其三维傅里叶变换之间的对应关系,在频率-波数域进行三维去噪,并通过余弦函数加权衰减避免吉普斯截断效应,形成三维频率-波数域视速度去噪方法。应用结果表明:所提方法能较好地区分有效信息和干扰信息,当... 利用地震剖面的时间-空间坐标与其三维傅里叶变换之间的对应关系,在频率-波数域进行三维去噪,并通过余弦函数加权衰减避免吉普斯截断效应,形成三维频率-波数域视速度去噪方法。应用结果表明:所提方法能较好地区分有效信息和干扰信息,当有效信息和干扰信息的视速度十分接近时,在去除干扰信息的同时能较好地保留有效信息;对于信噪比一般和信噪比极低的资料,需要采取不同的去噪步骤;三维去噪能极大地提高信噪比,较好地实现保真和保幅,具有二维去噪无法比拟的优越性。 展开更多

关键词 地震勘探 地震数据处理 地震剖面 三维去噪 频率-波数域 视速度 共炮检距 傅里叶变换

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用扫描白光干涉术检测合金韧窝断口微观三维形貌 被引量：11

9

作者 邹文栋 黄长辉 +2 位作者 郑玱 徐周珏 董娜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1612-1619,共8页

运用扫描白光干涉法对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的三维表面微观形貌进行了检测。系统采用Linnik干涉结构,并通过基于扫描空间余弦傅里叶频域分析的算法重建断口表面三维形貌。实验中扫描行程达120μm,纵向检测精度优于5 nm,余弦傅里叶... 运用扫描白光干涉法对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的三维表面微观形貌进行了检测。系统采用Linnik干涉结构,并通过基于扫描空间余弦傅里叶频域分析的算法重建断口表面三维形貌。实验中扫描行程达120μm,纵向检测精度优于5 nm,余弦傅里叶分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力,韧窝断口微观形貌的三维重建效果理想。采用小岛法对获得的三维形貌数据进行分形维数测算,在40%~70%相对切割高度处,断口表面分形维数为1.630 4~1.643 2,平均值为1.641 7,标准差为0.012 0。结果显示,30CrMnSiA合金韧窝断口微观形貌具有典型的分形特征。实验表明,扫描白光干涉术是检测断口微观三维形貌的一种有效方法,具有纵向精度高,测程范围大,重构效率高等特点。 展开更多

关键词 扫描白光干涉 合金韧窝断口 空间频域 微观三维形貌

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80°三角翼流动显示和涡频测量试验研究 被引量：2

10

作者 刘国政 唐敏中 +2 位作者 张伟 多勐 董丽萍 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期62-66,共5页

在中国航空工业空气动力研究院FL-5低速风洞进行了80°三角翼流动显示和涡频测量试验研究。介绍了能产生扫描式6片光的旋转镜平行多片光装置;介绍了能产生连续、均匀的示踪粒子且粒子浓度可调的气压式粒子发生器;介绍了测量涡跳动... 在中国航空工业空气动力研究院FL-5低速风洞进行了80°三角翼流动显示和涡频测量试验研究。介绍了能产生扫描式6片光的旋转镜平行多片光装置;介绍了能产生连续、均匀的示踪粒子且粒子浓度可调的气压式粒子发生器;介绍了测量涡跳动频率的光学方法和用应变天平测量模型抖动频率的方法,并对大迎角和大滚转角时涡跳动频率和模型抖动频率进行了测量,结果表明:α=42°、=42°时模型抖动频率(7.2Hz)和涡跳动频率(7.75Hz)接近,模型的抖动可能是由前缘涡的非定常跳动引起的;介绍了流动图像处理的相位平均技术,该技术可用于动态流动显示和测量,并可对动态迟滞效应进行定量分析;介绍了流动显示图像的三维重建技术,该技术可用于显示空间涡的结构并分析其机理。 展开更多

关键词 平行多片光 粒子发生器 涡跳动频率 模型抖动频率 相位平均 三维重建

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中尺度模式中的三维变量配置 被引量：1

11

作者 刘宇迪 陆汉城 +1 位作者 宋作义 李海明 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期311-320,共10页

由于中尺度模式中采用不同的三维变量配置,必将产生不同的预报和模拟效果。怎样的三维变量分布,才能产生最佳的模拟效果呢?一直没有人从事这方面的研究。为此,在线性非静力滞弹性方程组的基础上,从频率、水平群速和垂直群速方面将中尺... 由于中尺度模式中采用不同的三维变量配置,必将产生不同的预报和模拟效果。怎样的三维变量分布,才能产生最佳的模拟效果呢?一直没有人从事这方面的研究。为此,在线性非静力滞弹性方程组的基础上,从频率、水平群速和垂直群速方面将中尺度模式中常见的四种三维网格的计算频散性与解析解的情况进行了对比,主要采用图示比较的方法。结果表明:总的来看三维网格C/CP计算频散性能最好,Z/LZ和Z/LY网格次之,C/L网格最差。因此设计非静力斜压模式时,应尽量采用C/CP网格。但C/CP网格对水平波长较短的波,误差相对要大些。如果模拟的波动水平尺度较小时,为减少误差,水平格距要减小。另外C/CP网格主要用在有限差分模式中;要考虑谱模式中的变量配置时,应把C/CP网格和Z/LZ网格或Z/LY网格结合起来使用。 展开更多

关键词 三维变量配置 中尺度模式 频率 群速 非静力 滞弹性近似

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变论域模糊控制的无刷双馈风机调速系统的仿真研究 被引量：1

12

作者 黄悦华 徐阳 +1 位作者 周星辰 王海蓉 《水电能源科学》 北大核心 2011年第7期136-138,191,共4页

基于无刷双馈电机具有结构简单、所需变频器小等优点,根据无刷双馈电机基于转子速d-q双同步坐标系下的数学模型,借助Matlab/Simulink仿真软件搭建了无刷双馈电机的仿真模型,提出和设计了变论域模糊控制器并用于无刷双馈电机的转速调节... 基于无刷双馈电机具有结构简单、所需变频器小等优点,根据无刷双馈电机基于转子速d-q双同步坐标系下的数学模型,借助Matlab/Simulink仿真软件搭建了无刷双馈电机的仿真模型,提出和设计了变论域模糊控制器并用于无刷双馈电机的转速调节。仿真结果表明,该控制方法有助于提高调速系统的调节时间、增强系统鲁棒性。 展开更多

关键词 无刷双馈电机 转子速d-q模型 变论域模糊控制 变频器容量 仿真

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弹性支承桩纵向振动的半解析解 被引量：3

13

作者 虞文锦 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第3期349-352,378,共5页

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。

关键词 三维波动效应 频域响应 复刚度 速度导纳

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MIMO信道的三维互相关模型及其相关特性分析 被引量：1

14

作者 高凯 张尔扬 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期63-67,共5页

针对频率选择性衰落MIMO移动信道,建立三维(3D)纯随机模型,并推导出3D MIMO信道模型的联合空时频相关函数。新的3D模型统一了现有的多种信道模型,新的联合空时相关函数综合考虑了信道收发两端的多普勒扩展、信号到达方向与离开方向的3D... 针对频率选择性衰落MIMO移动信道,建立三维(3D)纯随机模型,并推导出3D MIMO信道模型的联合空时频相关函数。新的3D模型统一了现有的多种信道模型,新的联合空时相关函数综合考虑了信道收发两端的多普勒扩展、信号到达方向与离开方向的3D非均匀扩展与两端天线阵的配置。最后基于新的相关函数,分析了非均匀角度扩展参数以及阵元配置参数的变化对MIMO信道相关特性的影响。 展开更多

关键词 MIMO信道 三维模型 空时频相关函数

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三维地震资料的全三维处理方法及其在江苏地区的应用 被引量：2

15

作者 王勇 秦顺亭 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期857-864,共8页

王勇，秦顺亭．三维地震资料的全三维处理方法及其在江苏地区的应用．石油地球物理勘探，1997，32（6）：857～864以往江苏油田对三线地震资料的处理，没有采用全三维处理方法（部分处理过程使用二维方法处理），致使三维地震资料处理... 王勇，秦顺亭．三维地震资料的全三维处理方法及其在江苏地区的应用．石油地球物理勘探，1997，32（6）：857～864以往江苏油田对三线地震资料的处理，没有采用全三维处理方法（部分处理过程使用二维方法处理），致使三维地震资料处理的效果不理想为此，我们研究了一套三维地震资料的全三维处理方法软件，主要包括三维地震数据预处理、二维速度分析和三维动校正、三维剩余静校正、三维频率波数域DMO、叠后地震资料τ-p域道间插值和三维波动方程频率空间域一步法偏移。将这套方法用于该区复杂地质构造地区的三维地震资料处理，明显地提高了三维地震资料的处理精度和剖面的信噪比。 展开更多

关键词 三维 地震数据处理 全三维处理法 油气田开发

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三维编织物增强复合材料横向冲击频域响应特征

16

作者 张岩 孙宝忠 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期37-41,47,共6页

采用改进型分离式霍普金森杆测试三维编织物增强复合材料在横向(试样厚度方向)冲击加载模式下动态力学响应特征.试验结果表明,最大载荷随冲击速度增加而增加,从试样破坏显微照片中可以得出,随着冲击速度增加,三维编织物增强复合材料失... 采用改进型分离式霍普金森杆测试三维编织物增强复合材料在横向(试样厚度方向)冲击加载模式下动态力学响应特征.试验结果表明,最大载荷随冲击速度增加而增加,从试样破坏显微照片中可以得出,随着冲击速度增加,三维编织物增强复合材料失效模式由树脂开裂变为纤维束断裂.采用快速傅里叶变换方法将三维编织物增强复合材料横向冲击时间-载荷曲线转换为频域内频率-振幅曲线,从曲线中可以得出横向冲击应力波频率主要集中于低频区域,且应力波振幅随冲击速度增加而增加. 展开更多

关键词 三维编织物增强复合材料 横向冲击 霍普金森杆 快速傅里叶变换 频域特征

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汽车车内噪声主动控制系统扬声器与麦克风布放优化方法 被引量：13

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作者 张频捷 张立军 +1 位作者 孟德建 何臻 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期169-175,共7页

利用声固耦合边界元仿真方法与多目标遗传算法,实现了面向对象的车内噪声主动控制(ANC)系统扬声器麦克风布放方案的优化。首先基于自适应算法,推导了车内噪声主动控制系统降噪性能预测方法,并利用声固耦合边界元仿真方法,实现了面向对象... 利用声固耦合边界元仿真方法与多目标遗传算法,实现了面向对象的车内噪声主动控制(ANC)系统扬声器麦克风布放方案的优化。首先基于自适应算法,推导了车内噪声主动控制系统降噪性能预测方法,并利用声固耦合边界元仿真方法,实现了面向对象的ANC系统降噪性能预测;在该仿真模型的基础上,建立对应的代理模型,以实现对系统降噪性能的快速预测;最后利用多目标遗传算法,获得系统关于扬声器麦克风数量与多个频率下降噪量的Pareto最优解集。该最优解集能定量描述ANC系统扬声器麦克风数量与降噪性能之间的关系,并为该系统与车辆的匹配提供依据。 展开更多

关键词 主动噪声控制 硬件布放 代理模型 多目标遗传算法

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三维微元加载频率选择结构设计研究

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作者 王茜 赵永久 +2 位作者 张明习 张文武 房亮 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第9期86-90,共5页

频率选择表面(FSS)是谐振单元周期排布而成的人工电磁结构,其在频域上可实现带通或带阻功能。在宽频带通FSS设计中,通带内插损特性和带宽特性往往相互制约,存在严重的矛盾,这是亟待解决的技术难题。针对此问题,文中提出一种基于FP谐振... 频率选择表面(FSS)是谐振单元周期排布而成的人工电磁结构,其在频域上可实现带通或带阻功能。在宽频带通FSS设计中,通带内插损特性和带宽特性往往相互制约,存在严重的矛盾,这是亟待解决的技术难题。针对此问题,文中提出一种基于FP谐振机理的新型FSS设计。该设计在典型带通FSS结构基础上,通过三维微元层,引入FP共振模式。通过选择合适的微元尺寸,推迟微元层谐振频率,在不影响原有带通谐振机理的基础上,提高调制场相位的能力,达到拓展透波带宽的目的。文中对三维微元加载FSS新设计进行的特性仿真分析,验证了该结构的可行性和有效性。 展开更多

关键词 频率选择表面 三维微元 FP共振模式

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基于相干探测的目标激光一维距离像特性分析

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作者 陈剑彪 孙华燕 +1 位作者 赵延仲 单聪淼 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期210-218,共9页

为了实现对空间目标的远距离、高分辨率激光一维距离像探测及特性分析,在建立点目标激光一维距离像光外差探测模型的基础上,进一步通过三维建模的方式获取了三维目标的激光一维距离像.比较了圆锥体目标光外差探测获取的一维距离像与其... 为了实现对空间目标的远距离、高分辨率激光一维距离像探测及特性分析,在建立点目标激光一维距离像光外差探测模型的基础上,进一步通过三维建模的方式获取了三维目标的激光一维距离像.比较了圆锥体目标光外差探测获取的一维距离像与其距离分辨激光雷达散射截面、脉冲激光一维距离像之间的区别和联系,分析了目标尺寸、姿态、调频带宽以及表面材质对目标激光一维距离像的影响.实验结果验证了目标一维距离像能够反映目标外形特征,可为目标特性分析及识别提供参考. 展开更多

关键词 相干探测 线性调频信号 激光一维距离像 三维建模 目标识别

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