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Cued search algorithm with uncertain detection performance for phased array radars 被引量:2
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作者 Jianbin Lu Hui Xiao +1 位作者 Zemin Xi Mingmin Zhang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2013年第6期938-945,共8页
A cued search algorithm with uncertain detection performance is proposed for phased array radars. Firstly, a target search model based on the information gain criterion is presented with known detection performance, a... A cued search algorithm with uncertain detection performance is proposed for phased array radars. Firstly, a target search model based on the information gain criterion is presented with known detection performance, and the statistical characteristic of the detection probability is calculated by using the fluctuant model of the target radar cross section (RCS). Secondly, when the detection probability is completely unknown, its probability density function is modeled with a beta distribution, and its posterior probability distribution with the radar observation is derived based on the Bayesian theory. Finally simulation results show that the cued search algorithm with a known RCS fluctuant model can achieve the best performance, and the algorithm with the detection probability modeled as a beta distribution is better than that with a random selected detection probability because the model parameters can be updated by the radar observation to approach to the real value of the detection probability. 展开更多
关键词 phased array radar detection performance cued search information gain beta distribution
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Line spectrum detection algorithm based on the phase feature of target radiated noise 被引量:4
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作者 Enming Zheng Huabing Yu +1 位作者 Xinhua Chen Changyu Sun 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2016年第1期72-80,共9页
In order to improve the performance of line spectrum detection,according to the feature that the underwater target radiated noise containing stable line spectrum,the differences of the phase difference between line sp... In order to improve the performance of line spectrum detection,according to the feature that the underwater target radiated noise containing stable line spectrum,the differences of the phase difference between line spectrum and background noise,a weighted line spectrum detection algorithm based on the phase variance is proposed in frequency domain.After phase difference alignment,the phase variance of line spectrum and the phase of background noise,respectively,are small and big in frequency domain,this method utilizes the weighted statistical algorithm to cumulate the frequency spectrum based on the phase variance,which can restrain the background noise disturbance,and enhance the signal to noise ratio(SNR).The theory analysis and experimental results both verify that the proposed method can well enhance the energy of line spectrum,restrain the energy of background noise,and have better detection performance under lower SNR. 展开更多
关键词 information processing underwater target detection line spectrum detection phase variance.
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布里渊相移-增益比分布式光纤传感研究进展(特邀)
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作者 李宗雷 何海军 +3 位作者 周银 邹喜华 潘炜 闫连山 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期49-63,共15页
布里渊光纤传感器利用布里渊频移与光纤的温度及应变之间的线性关系实现分布式温度及应变传感。布里渊相移-增益比技术通过布里渊频移与布里渊相移-增益比之间的线性关系直接映射布里渊频移,相比于常规的扫频拟合方法可大幅度降低扫频... 布里渊光纤传感器利用布里渊频移与光纤的温度及应变之间的线性关系实现分布式温度及应变传感。布里渊相移-增益比技术通过布里渊频移与布里渊相移-增益比之间的线性关系直接映射布里渊频移,相比于常规的扫频拟合方法可大幅度降低扫频次数和原始数据量,进而提升传感器实时性。布里渊相移-增益比技术的实施需要借助相干探测技术同时获得布里渊增益和相移,更高的增益及相移测量精度可以获得更高的传感精度。首先,回顾了过去十余年相干探测技术在实现高精度布里渊增益及相移测量方面的进展,包括光纤群速度色散抑制、光纤群时延波动消除、以及信号源幅度和相位噪声消除等。进一步,阐述了布里渊相移-增益比技术的主要优势,这些技术优势不仅提升了布里渊光纤传感的精度及可靠性,还大幅提升了测量速度。基于这些进展,布里渊相移-增益比技术为大型基础设施温度、应力应变的高精度实时监测提供了新途径,有望推动布里渊分布式光纤传感技术在各领域的实际应用。 展开更多
关键词 布里渊分布式光纤传感 布里渊相移-增益比 边沿辅助技术 相干探测
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基于LCVR的剪切散斑干涉系统
4
作者 彭智勇 陈辰 +4 位作者 曾启林 于霄翊 熊显名 杜浩 赵嘉浩 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期40-47,共8页
激光剪切散斑干涉术具有全场非接触、高精度和高灵敏度等优点,被广泛应用于复合材料的无损检测领域。提出了一种基于液晶相移器(LCVR)的新型剪切散斑干涉系统。该系统利用液晶分子的双折射效应,能够准确、连续的引入相移。通过两面反射... 激光剪切散斑干涉术具有全场非接触、高精度和高灵敏度等优点,被广泛应用于复合材料的无损检测领域。提出了一种基于液晶相移器(LCVR)的新型剪切散斑干涉系统。该系统利用液晶分子的双折射效应,能够准确、连续的引入相移。通过两面反射镜可以自由调节剪切量。介绍了LCVR剪切成像的基本原理。通过对无缺陷铝板进行检测并与微偏振片阵列相移技术进行对比实验,证明了该光学系统的性能。通过对含有缺陷的碳纤维层压复合板测试,平均检出率为90%,可检测出的最小缺陷为Φ3 mm,证明了该系统可以应用在复合材料无损检测方向。 展开更多
关键词 剪切散斑干涉 液晶可变延迟器 相移 无损检测
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结构光反射成像结合SPT和机器学习的黄桃隐性损伤检测
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作者 吴建 刘晨林 +4 位作者 欧阳爱国 李斌 陈楠 徐晨光 刘燕德 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期298-307,共10页
针对黄桃早期隐性损伤特征不明显,常规光学成像技术检测难的问题,该研究采用结构光反射成像(structuredillumination reflectance imaging,SIRI)技术结合螺旋相位变换(spiral phase transform,SPT)解调和机器学习算法,以实现黄桃隐性损... 针对黄桃早期隐性损伤特征不明显,常规光学成像技术检测难的问题,该研究采用结构光反射成像(structuredillumination reflectance imaging,SIRI)技术结合螺旋相位变换(spiral phase transform,SPT)解调和机器学习算法,以实现黄桃隐性损伤快速检测。首先利用搭建的SIRI系统采集6个空间频率(0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mm^(-1))的条纹结构光反射图像,采用三相位解调(three-phase demodulation,TPD)得到交流分量(amplitude component,AC)图像和直流分量(direct component,DC)图像,计算AC图像对比度指数用于选择适用于黄桃隐性损伤检测的最优空间频率,并采集所有样品的三相位条纹图像。利用SPT解调方法得到AC和DC图像,计算AC/DC获得比值图像(ratio image,RT)。基于DC、AC、RT 3种图像的灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)、局部二值模式(local binary pattern,LBP)图像纹理特征和基于ResNet-50提取的深度特征,使用5种图像(DC、AC、RT、DC-AC、DC-AC-RT)的GLCM-LBP特征、深度特征和混合特征作为输入,分别建立支持向量机(support vector machine,SVM)、K近邻(K-NearestNeighbor,KNN)、极端梯度提升(XGBoost)、随机森林(random forest,RF)等机器学习模型对健康和损伤黄桃进行分类检测。结果表明,基于GLCM-LBP特征、深度特征和混合特征建立的模型最高平均准确率分别为92.6%、95.0%和95.7%,混合特征模型的平均准确率最高。在混合特征分类模型中,基于DC-AC-RT组合图像的XGBoost模型准确率最高为97.6%。对比相同条件下的TPD解调图像分类结果,SPT解调图像的总体分类准确率与TPD解调图像相当,准确率最高均为97.6%,且只需任意两幅相位图像,与TPD相比图像采集时间可节约1/3。研究表明,SIRI结合SPT和机器学习算法可实现黄桃隐性损伤检测,保持较高准确率的同时还减少了检测时间,有效提高了SIRI技术的检测效率,研究结果可为果蔬表面隐性损伤实时检测提供参考。 展开更多
关键词 隐性损伤检测 结构光反射成像 螺旋相位解调 特征提取 机器学习
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数字控制LCR电桥测量仪的研制
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作者 荣军 陈松 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第6期66-70,133,共6页
针对目前市场上LCR电桥测量仪价格昂贵且设计复杂的问题,提出了一种基于伏安法、自由轴法、相敏检波法和开尔文四线测量法的低成本、高精度LCR数字电桥设计方案。该系统的核心控制与数据处理单元采用STM32F407微控制器,信号输入源采用... 针对目前市场上LCR电桥测量仪价格昂贵且设计复杂的问题,提出了一种基于伏安法、自由轴法、相敏检波法和开尔文四线测量法的低成本、高精度LCR数字电桥设计方案。该系统的核心控制与数据处理单元采用STM32F407微控制器,信号输入源采用直接数字频率合成(DDS)技术,测量单元采用半桥电路结构。正弦信号经过低通滤波后输入至半桥电路,运算放大器对半桥电路两端的电压进行缓冲放大,随后通过模拟开关切换至后级的滤波与放大电路进行信号处理。处理后的信号经由开关式相敏检波器进行检波,将被测信号的实部与虚部分量分别转换为对应的直流信号,最终通过高精度模数转换器ADS112C04采集直流信号,计算得到被测元件的类型及其参数。经过严格的实验测试,所设计的LCR电桥在测量电阻、电容和电感时误差控制在5%以内。此外,该系统还实现了自动识别元件类型、自动选择量程以及自动调零等功能。显著提升了测量效率与精度。由于其低成本、高精度及多功能特性,该LCR数字电桥可广泛应用于高校电子测试实验中,为电子测量实验提供了可靠的硬件支持。 展开更多
关键词 LCR电桥 自由轴法 相敏检波 Ⅰ/Ⅴ变换
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低成本接收机单频周跳探测与修复方法
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作者 祝会忠 叶丞龙 +1 位作者 刘程毅 李军 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期77-86,共10页
为了进一步提高低成本全球卫星导航系统(GNSS)接收机高精度定位中周跳探测的准确度,提出一种适用于低成本接收机的载波相位历元差分(TDCP)周跳探测与修复方法:基于载波的前后历元观测值进行历元间和站间的差分组成双差载波相位方程;然... 为了进一步提高低成本全球卫星导航系统(GNSS)接收机高精度定位中周跳探测的准确度,提出一种适用于低成本接收机的载波相位历元差分(TDCP)周跳探测与修复方法:基于载波的前后历元观测值进行历元间和站间的差分组成双差载波相位方程;然后采用最小二乘迭代的方法计算出可靠的坐标改正数并对迭代过程中剔除的卫星观测值进行周跳标记;最后将计算出的坐标改正数带入设计的双差检测方程中,通过分析每个双差检测方程的差值进行周跳卫星的复检和修复。实验结果表明,提出的周跳探测方法可准确判断周跳发生的历元,且在正常卫星数大于4的情况下,当发生周跳的卫星数小于可视卫星数的40%左右时,周跳探测成功率在95%以上;当发生周跳的卫星数大于可视卫星数时,周跳探测的成功率会有所下降。 展开更多
关键词 单频 低成本 载波相位历元差分(TDCP) 周跳探测 差分定位
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利用光栅投影的耐火砖表面缺陷检测
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作者 郑艳萍 赵会敏 +1 位作者 张瑞 李成 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期252-257,共6页
针对耐火砖表面的缺陷检测问题,提出了一种利用光栅投影轮廓术进行表面缺陷检测的方法。利用投影仪投影光栅图案到耐火砖表面,工业相机采集投影在耐火砖表面的光栅投影图像并采用六步相移法对其进行解码,获得包裹相位。利用三频外差法... 针对耐火砖表面的缺陷检测问题,提出了一种利用光栅投影轮廓术进行表面缺陷检测的方法。利用投影仪投影光栅图案到耐火砖表面,工业相机采集投影在耐火砖表面的光栅投影图像并采用六步相移法对其进行解码,获得包裹相位。利用三频外差法进行相位展开并消除跳变误差,得到绝对相位;再利用缺陷处绝对相位的异常变化,对绝对相位进行求梯度的计算得到缺陷边缘;对图像进行形态学处理,准确的识别表面缺陷。实验结果表明:将光栅投影轮廓术与图像处理相结合的方法,可以准确地、高效地检测出耐火砖表面的缺陷,能很好地满足对耐火砖表面多种缺陷的检测要求。 展开更多
关键词 耐火砖 缺陷检测 光栅投影轮廓术 六步相移 三频外差 图像处理
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基于BPNN-多策略融合红尾鹰算法实时优化的改进滑模频率偏移孤岛检测方法
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作者 李斌 姚军 《电网技术》 北大核心 2025年第7期2968-2978,I0087,共12页
孤岛检测是光伏并网发电系统的关键功能之一,传统滑模频率偏移法(slip-mode frequency shift,SMS)的检测时间较长,且存在检测盲区,对此该文提出一种基于反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)-多策略融合红尾鹰算法... 孤岛检测是光伏并网发电系统的关键功能之一,传统滑模频率偏移法(slip-mode frequency shift,SMS)的检测时间较长,且存在检测盲区,对此该文提出一种基于反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)-多策略融合红尾鹰算法实时优化的改进滑模频率偏移孤岛检测方法。首先,针对复杂的传统SMS方程,提出一种对数与符号结合的扰动函数,简化检测过程;其次,设计一种混沌映射、非线性因子和麻雀警戒机制等融合策略以改进红尾鹰算法(red-tailed hawk,RTH),并采用改进红尾鹰算法(improved red-tailed hawk,IRTH)优化反向传播神经网络(BPNN);同时,提出一种BP-IRTH(back propagation-improved red-tailed hawk,BP-IRTH)方法,采集电压频率、有功和无功功率等信号,通过BP-IRTH实时优化扰动系数;然后,分别对该方法的工作原理、检测盲区和优化设计进行分析论证;最后,通过MATLAB/Simulink搭建单相光伏发电并网系统模型进行仿真验证。结果表明该方法兼顾电能质量,同时极大缩短了检测时间,具有显著的有效性和优越性。 展开更多
关键词 滑模频率偏移法 孤岛检测 红尾鹰算法 实时优化 单相光伏发电并网系统
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地震波相位重构方法在缝洞型储层识别中的应用 被引量:1
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作者 常少英 曾溅辉 +3 位作者 王孟修 谢舟 崔仕提 杜一凡 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期204-212,共9页
超深层缝洞型碳酸盐岩油气藏已成为塔里木盆地重要的油气勘探开发领域,并展现了良好的勘探开发前景。塔里木盆地富满地区超深层断控缝洞型有效储层识别难,影响储层有效性评价及储层单元划分。为此,文中基于地震波相位重构方法开展缝洞... 超深层缝洞型碳酸盐岩油气藏已成为塔里木盆地重要的油气勘探开发领域,并展现了良好的勘探开发前景。塔里木盆地富满地区超深层断控缝洞型有效储层识别难,影响储层有效性评价及储层单元划分。为此,文中基于地震波相位重构方法开展缝洞型储层识别研究。首先,将原始地震数据在相位域开展分解;其次,进行一维、二维地质模型正演,优选对碳酸盐岩储层较为敏感的相位分量;最后,将敏感相位角度的分量数据体重构,产生新的相位地震数据体。研究结果表明,地震波相位重构方法可以较好地去除地层等其他因素产生的强地震波反射特征的屏蔽效应,去除无效信号,突出弱反射储层信号,可以有效地划分缝洞型储层的有利分布范围,为油气藏评价、开发部署提供有利区。地震波相位分解重构技术识别缝洞型碳酸盐岩储层可为其他类似储层特征的评价提供有益借鉴。 展开更多
关键词 超深层 缝洞型储层 相位分解重构 强反射背景 储层有效性检测
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基于FPGA的多通道高速信号同步采集系统 被引量:2
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作者 王宽敏 刘文怡 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第1期79-84,共6页
为解决现有的直接采样方式的信号采集系统通道数量少、通道间同步误差较大的问题,设计了一款基于FPGA的多通道高速信号同步采集系统。系统采用2片FPGA分别作系统控制与数据传输,4片AD9208实现8通道模数转换,DDR4型SDRAM进行数据缓存,基... 为解决现有的直接采样方式的信号采集系统通道数量少、通道间同步误差较大的问题,设计了一款基于FPGA的多通道高速信号同步采集系统。系统采用2片FPGA分别作系统控制与数据传输,4片AD9208实现8通道模数转换,DDR4型SDRAM进行数据缓存,基于快速傅里叶变换算法实现同步误差检测。测试结果表明:系统在14 bit采样精度下,可对8路模拟输入信号进行超过2 GSa/s的同步采样与缓存,通道间最大误差小于2 ps。多次上电测试结果显示,系统数据同步传输链路稳定。 展开更多
关键词 信号采集 FPGA AD9208 JESD204B 相位检测 多通道同步
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非线性超声短脉冲信号检测方法研究与实现 被引量:1
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作者 谢子成 郑隆浩 +1 位作者 邹涌 唐立军 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期193-204,共12页
一般的微弱信号检测方法所使用的锁相放大技术对于高频短脉冲信号还存在困难。对于一般的锁相放大器而言,短脉冲信号达不到锁相放大器后级滤波器的建立时间,难以检测到微弱的高频短脉冲信号,因此提出了一种针对高频非线性超声短脉冲信... 一般的微弱信号检测方法所使用的锁相放大技术对于高频短脉冲信号还存在困难。对于一般的锁相放大器而言,短脉冲信号达不到锁相放大器后级滤波器的建立时间,难以检测到微弱的高频短脉冲信号,因此提出了一种针对高频非线性超声短脉冲信号的检测方法。该方法在锁相放大技术的基础上,考虑到非线性超声信号为周期信号,在锁相放大器的前级增加数字平均环节,增大信号的信噪比。锁相放大环节中采用滑动均值滤波代替普通低通滤波器,根据最佳匹配原则,设置滑动均值滤波器的窗长度等于脉冲持续时间,实现只对脉冲信号进行的低通滤波,避免了普通低通滤波器对短脉冲信号建立时间不够的问题,最终实现高频非线性短脉冲信号检测的锁相放大。本系统采用数模混合电路,逻辑算法部署在FPGA上。采用微弱信号发射器与电脑端搭建测试平台,对系统进行测试。测试结果表明,在输入信号频率为分别为0.6、1、2、5、10 MHz的情况下,系统均能检测到脉冲长度为5μS,幅度为100 nV的脉冲信号,并且具有良好的线性度。选择频率为1 MHz的输入信号进行不同脉冲宽度的测试,系统能准确检测到脉冲长度为5、10、30μS,幅度大小为100 nV的脉冲信号。 展开更多
关键词 锁相放大器 滤波器 数字平均 短脉冲信号检测
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光栅结构对智能凝胶光栅传感器检测性能的影响规律
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作者 赖俊华 潘大伟 +4 位作者 巨晓洁 刘壮 谢锐 汪伟 褚良银 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1578-1587,共10页
深入研究光栅几何结构参数对智能凝胶光栅传感器检测性能的定量影响规律是实现其结构优化设计的重要前提。本文设计了一种由N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体与大分子交联剂四臂聚乙二醇丙烯酰胺(tetra-arm-PEGAAm)聚合而成的温度响应型智... 深入研究光栅几何结构参数对智能凝胶光栅传感器检测性能的定量影响规律是实现其结构优化设计的重要前提。本文设计了一种由N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)单体与大分子交联剂四臂聚乙二醇丙烯酰胺(tetra-arm-PEGAAm)聚合而成的温度响应型智能凝胶光栅传感器,并采用微接触印刷法制备了3种不同槽深的凝胶光栅,由此研究光栅结构对检测性能的影响规律。研究结果表明,制备得到的凝胶光栅在干态和湿态下其表面微观结构均表现出高度的规整和有序性,且其具有高透明度,并能实现实时可逆响应。此外,在相同的温度刺激下,PNIPAM凝胶光栅的高度越大,衍射信号越强,呈现出更显著的衍射效率变化和信号放大效应。相关研究结果可为智能凝胶光栅传感器的结构优化设计提供理论指导。 展开更多
关键词 智能凝胶 光栅结构 温度响应 体积相变 智能检测
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基于电容等效模型的路面覆盖物检测系统研究
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作者 周家涛 李敏 +2 位作者 沙秩生 张加宏 曹越洋 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期51-64,共14页
针对传统电容式路面覆盖物检测方法在低温下辨识能力弱、区分度不高的问题,基于电容器的串联等效模型,从电介质极化原理出发,研究了电容器和覆盖物存在的介电损耗和弛豫现象,分析了覆盖物和检测频率对电容器等效串联电容和等效串联电阻... 针对传统电容式路面覆盖物检测方法在低温下辨识能力弱、区分度不高的问题,基于电容器的串联等效模型,从电介质极化原理出发,研究了电容器和覆盖物存在的介电损耗和弛豫现象,分析了覆盖物和检测频率对电容器等效串联电容和等效串联电阻的影响,设计并搭建了电容器高通滤波电路,通过比较高通滤波电路输出与输入信号的幅度衰减比和相位偏移,间接测量电容器等效串联电容和等效串联电阻的变化,实现覆盖物类型的识别。在恒温箱中进行样本测试,实验结果表明,当温度在10℃~60℃时,干燥时的相位差大于30°,衰减比例小于0.8;积水时的相位差在10°以内,衰减比例接近1。当温度在-30℃~0℃时,干燥、结冰和积雪时的衰减比例存在交叉。相位差随着温度缓慢变化,干燥时平均相位差大于40°,结冰时平均相位差小于30°,而积雪时的平均相位差介于二者之间。利用温度、相位差和衰减比例构建神经网络分类模型,部署到单片机后进行实测。实测数据表明在0℃~60℃之间,干燥和积水的区分准确率达到95%;在-30℃~0℃之间,干燥、结冰和积雪的区分准确率达到83%,能够满足路面覆盖物检测的需求。 展开更多
关键词 电容器 覆盖物检测 相位差 衰减比
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基于石墨烯/硫化铅量子点异质结的窄带光电探测器
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作者 郑玉琳 黄北举 +1 位作者 程传同 陈力颖 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期10-16,共7页
纳米材料硫化铅量子点(PbS QD)以其高光吸收率和尺寸可调的带隙,被视为短波红外(SWIR)光电探测器的重要候选材料。将卤素配体置换的PbS QD薄膜与单层石墨烯结合制备了石墨烯/硫化铅量子点异质结光电探测器。采用液相配体交换技术结合单... 纳米材料硫化铅量子点(PbS QD)以其高光吸收率和尺寸可调的带隙,被视为短波红外(SWIR)光电探测器的重要候选材料。将卤素配体置换的PbS QD薄膜与单层石墨烯结合制备了石墨烯/硫化铅量子点异质结光电探测器。采用液相配体交换技术结合单步旋涂工艺,实现了PbS QD薄膜的均匀沉积。该技术不仅减少了缺陷态的产生,而且通过单步旋涂工艺能够实现所需薄膜厚度的快速沉积,简化了器件制备流程,满足工业化生产要求。测试了器件在SWIR波段的性能,结果显示该光电探测器在1550 nm处响应度为1.26×10^(4)A/W,显著高于其他波段,证实器件在1550 nm波段附近具有窄带探测的能力。此外,在1550 nm处比探测率高达1.49×10^(12)Jones。该结果表明器件在SWIR波段具备高探测灵敏度和实际应用的潜力。 展开更多
关键词 相转移配体交换 硫化铅量子点 石墨烯 光电探测器 红外探测
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时空二维Kalman解卷绕与Φ-OTDR协同的水声多目标探测(特邀)
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作者 吴金懿 王照勇 +9 位作者 刘依凡 陈义赐 陈柏琦 宋菲菲 李璇 皮浩洋 叶青 高侃 蔡海文 瞿荣辉 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期315-325,共11页
水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入... 水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入了时空二维Kalman算法,充分利用Φ-OTDR探测数据的时间域和空间域的二维连续性,突破了相位卷绕特性对动态范围与系统重复频率的限制,确保了多类型目标信息的高保真探测。进一步地,通过非消声水池实验验证了时空二维Kalman算法的可行性,并分析了遥控潜水器(ROV)、仿生鱼和模拟潜水员等多类型目标的频谱特性。实验结果表明,ROV为连续信号,频率范围为200~1700 Hz,频谱图中存在等频率间隔排列(24 Hz)的线谱;仿生鱼的信号间隔为0.5 s,对应仿生鱼的鱼尾摆动周期,频率范围为1500~1700 Hz;模拟潜水员信号间隔为0.25 s,对应氧气瓶气泡喷吐周期,频率范围为150~400 Hz。该技术为多类型水声目标探测和鉴别提供了重要技术手段,有望推动水下目标探测与海洋监测的发展,拓展Φ-OTDR的应用领域。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射计 水下多类型目标探测 时空二维Kalma n算法 相位卷绕特性
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基于旋转阵列的圆柱阵幅相误差校正方法
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作者 古树星 郭世旭 +2 位作者 焦君圣 赵鹏 王月兵 《声学技术》 北大核心 2025年第1期148-154,共7页
阵列幅相误差校正问题是水声探测系统阵列信号处理中一个重要的研究方向。文章提出了一种基于阵列旋转的圆柱阵幅相误差有源校正方法,以提高实际应用中阵列幅相误差的校正精度,实现高精度和高空间分辨能力的波达角估计。利用阵列旋转的... 阵列幅相误差校正问题是水声探测系统阵列信号处理中一个重要的研究方向。文章提出了一种基于阵列旋转的圆柱阵幅相误差有源校正方法,以提高实际应用中阵列幅相误差的校正精度,实现高精度和高空间分辨能力的波达角估计。利用阵列旋转的方法解除校正信源入射方位角与幅相误差间的耦合,完成校正源的方位校准。再结合改进的有源校正算法,通过特征分解和算术平均的方式计算得出阵列的幅相误差。所提出的方法不需要准确测量校正源的方位角,且校正过程简单,有效地解决了在实际应用中校正源方位角不准确和实验系统搭建复杂的问题。仿真和湖上实测数据分析结果表明,校正后的相位偏差小于1°,归一化电平减小约30 dB,显著提高了阵列幅相误差的校正精度,验证了文中所提方法在工程应用中的有效性。 展开更多
关键词 水声探测 圆柱阵 幅相误差 有源校正 旋转测量
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江苏高邮-宝应M4.9地震序列微震检测与精定位研究
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作者 李婷婷 范文华 +4 位作者 孙小航 范晓易 倪昊琦 张岑 杜航 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期316-326,共11页
本文利用江苏地区44个固定台站和4个流动台站的观测数据,采用基于人工智能的PhaseNet震相检测法,对2012年江苏高邮-宝应M4.9地震前后30d的连续数据进行地震检测,并开展REAL震相关联、绝对定位以及Hypo-DD精定位研究工作,获得了此次地震... 本文利用江苏地区44个固定台站和4个流动台站的观测数据,采用基于人工智能的PhaseNet震相检测法,对2012年江苏高邮-宝应M4.9地震前后30d的连续数据进行地震检测,并开展REAL震相关联、绝对定位以及Hypo-DD精定位研究工作,获得了此次地震序列的完整目录。研究结果表明:(1)PhaseNet检测后的地震目录数量为342个,是江苏台网人工测定地震目录数量的3.7倍,震级分布范围为M_(L)0.5~M_(L)5.1;(2)自动检测结果丰富了高邮-宝应M_(L)0.5~M_(L)1.5的地震序列,并在主震前检测到大量前震序列,从主震发生前10d开始,震中区周边出现明显的地震活动增强趋势,主震后7d余震逐渐稀疏趋于平静;(3)精定位后共得到184条高精度地震目录,约为检测前精定位地震数量的3倍,地震序列震源深度主要集中在12~15 km;(4)精定位结果显示本次地震为典型的双向破裂,主震位于剖面的中部偏下位置,地震序列整体呈NNE方向展布,发震断层较为陡峭。综合本文研究、震源机制解以及地质构造资料,推测此次地震的发震断裂为柳菱断裂。 展开更多
关键词 phaseNet震相检测 精定位 高邮-宝应M4.9地震 柳菱断裂
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一种面向相控阵雷达的多维牛顿正交匹配追踪算法
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作者 张汉生 郭若海 +3 位作者 王志刚 朱江 张宁 瞿逢重 《信号处理》 北大核心 2025年第7期1165-1177,共13页
传统的脉冲多普勒雷达采用线性信号处理方法实现目标检测和状态估计,具有复杂度低、处理效率高等优点。然而,在临近密集目标等复杂场景情况下,传统方法存在弱目标被强目标旁瓣遮蔽、分辨率受瑞利分辨率限制等问题。压缩感知方法能够充... 传统的脉冲多普勒雷达采用线性信号处理方法实现目标检测和状态估计,具有复杂度低、处理效率高等优点。然而,在临近密集目标等复杂场景情况下,传统方法存在弱目标被强目标旁瓣遮蔽、分辨率受瑞利分辨率限制等问题。压缩感知方法能够充分利用目标在快时间、慢时间、方位、俯仰域四域的稀疏特性,对四域进行网格划分,通过稀疏反演实现目标重构。然而,目标的径向距离、径向速度、方位角和俯仰角都是连续取值的参数,上述网格划分方法存在格点错配、精度受限于格点间隔、虚警率不恒定等问题。为了解决上述问题,本文设计了基于线性调频脉冲信号的牛顿正交匹配追踪算法,提出了一种面向多目标的相控阵雷达多维牛顿正交匹配追踪(multidimensional Newtonized orthogonal matching pursuit for phased array radar,MDNOMP-PAR)算法。该算法利用牛顿法和块坐标下降方法对多目标的径向距离、径向速度、方位角和俯仰角进行循环修正,并基于恒虚警准则设计算法的停止条件,最终确定目标个数。数值实验结果表明,与采用数字波束成形(digital beamforming,DBF)、加窗脉冲压缩(windowed pulse compression,WPC)与动目标检测(moving target detection,MTD)这一传统方法相比,MDNOMP-PAR方法不仅保持了恒虚警检测特性,估计精度提升了至少100%;在雷达距离分辨率为37.5 m的情况下,此方法的分辨力为45 m,相较加窗脉压MTD方法分辨力提升了50 m。此外,在邻近强弱目标场景下,当虚警率设置为10-6时,MDNOMP-PAR方法的弱目标检测性能提升4 dB。 展开更多
关键词 脉冲多普勒雷达 相控阵 动目标检测 牛顿正交匹配追踪算法
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基于多焦点超表面透镜的折射率尺设计
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作者 孔卓冉 安欣悦 +2 位作者 孙文杰 陈漪恺 陆健 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第2期244-249,共6页
该文提出了一种基于SiO_(2)基底和TiO_(2)纳米柱阵列的超表面结构,用于快速直观地测量环境折射率。通过精确控制微结构单元的位置和角度,实现了左旋圆偏振光的相位调制,从而任意调控透射波前。实验验证了空间折射率与多焦点超表面透镜... 该文提出了一种基于SiO_(2)基底和TiO_(2)纳米柱阵列的超表面结构,用于快速直观地测量环境折射率。通过精确控制微结构单元的位置和角度,实现了左旋圆偏振光的相位调制,从而任意调控透射波前。实验验证了空间折射率与多焦点超表面透镜中最强焦线位置之间的线性关系,使得该结构能实时显示多焦点聚焦效果,进而实时探测折射率变化,因而被称为折射率尺。该折射率尺结构紧凑,易于与传统便携设备集成,为光学测量技术的微型化和集成化提供了新途径。 展开更多
关键词 超表面 多焦点聚焦 几何相位调控 折射率探测
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