平面波

摘要： 全波形反演(FWI)是一种较为精确的速度建模方法,但是在缺少低频和背景速度场不准确的情况下,容易引起周波跳跃现象。为了快速构建三维背景速度模型,提出了一种新的平面波编码策略,即构建新的平面波形态——锥面波,通过控制射线参数,实现多尺度锥面波编码全波形反演方法(CFWI),达到反演背景速度模型的目的。通过动态锥面波编码策略,仅用少量的平面波,就可以实现背景速度场的建立,大大降低了反演的计算量。将动态锥面波反演方法应用于三维洼陷和逆冲速度模型测试,结合多震源的FWI(MFWI),对于较差的初始模型和不含低频地震数据,能够准确地反演出速度模型。

摘要： 为提高高帧率超声成像系统的成像质量,本研究探讨了高帧率超声成像系统的数学物理模型及提高超声成像质量的途径。首先基于角谱理论研究了一个高帧率成像模型,通过成像模型分析,指出针对发射信号的传感器孔径加权的物理意义,即加权处理决定了声波传播方向,而影响成像质量的原因之一,是在一个发射声场中同时存在不同传播方向的波。通过实验比较了矩形加权和余弦加权对成像质量的影响,验证了本理论分析的正确性。本研究为提高超声成像质量提供了一种新的解决思路,具有较大的参考价值。

摘要： 人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效波阻抗以及各人体组织中的电磁合成波,提出了一种基于平面波向多层有耗媒质斜入射的人体信道远场路径损耗解析模型.然后以植入在肌肉为例,计算了TM波和TE波在5个常用工业通信频率以不同角度斜入射的人体信道电磁场分布与路径损耗,结果显示,电磁波在入射面的反射是影响人体信道路径损耗的关键因素,当频率在1.4 GHz附近时总路径损耗最小,TM波性能优于TE波,且当入射角小于等于30°时,总路径损耗基本保持不变.最后采用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型验证解析模型,二者结果高度吻合,最大误差仅为0.039,有力证明了解析模型的正确性和有效性.

摘要： 光学干涉测量技术得益于高灵敏性和高重复性常用于位移等几何量的高精度测量。为了实现纳米级位移精确测量,以涡旋光与平面波干涉模型为基础,建立并验证了花瓣状干涉图旋转角度与位移的线性关系,提出一种微位移测量方法。位移测量模型使用涡旋光束干涉光路,经仿真验证了原理的可行性,并搭建位移实验系统进行测量实验。实验结果表明,当位移量为200.0 nm时,测量结果为196.3 nm,误差为3.7 nm,误差百分比为1.9%,可实现纳米量级的微位移测量。与传统的球面波干涉、共轭涡旋光干涉等位移测量方案相比,该微位移测量方法在测量可靠性和测量精度方面均具有明显的优势。

摘要： 针对超声回波信号高相关性特性,提出一种基于改进相干因子的延时乘累加(pCF-DMAS)波束形成算法并应用至平面波超声成像.该算法通过增强相干因子的相干性来计算回波信号的权值,然后进行乘累加运算.通过使用Field II进行超声点目标和囊肿目标的仿真实验,对成像结果进行分析验证了算法的有效性.仿真结果表明,算法具有优秀的横向分辨率,在p取0.7时具有所有对比算法中的最高对比度.综合点目标和囊肿目标的成像效果,给出算法的最优p值0.3.相比延时叠加和延时乘累加波束形成算法,所提算法的图像对比度CR分别提高了12.559,9.602 dB.

摘要： 自Aki(1957)提出微震的空间自相关(SPatial AutoCorelation,SPAC)技术以来,SPAC技术一直独立发展,并在工程地震领域获得了广泛应用.近20年来,地震干涉(Seisimic Interferometry,SI)在多个领域引起人们的关注,该技术的核心思想是连续地震背景噪声的互相关函数(Noise Crosscorrelation Function,NCF)可以重建系统的格林函数(Green's Function,GF),对该技术的回溯性研究建立了SPAC和NCF的关系:它们是对同一物理现象的不同描述,SPAC在频率域中描述随机平稳噪声的空间相干,NCF在时间域中描述扩散场的互相关.理论上SAPC和NCF技术要求背景噪声源均匀分布,这样的噪声场可以用平面波叠加来模拟.本文基于平面波模型重访地震背景噪声的互相关和空间自相关技术,从单色平面波的互相关表示出发,对地震背景噪声互相关及空间自相关技术进行评述,试图使这些概念更易于理解.与之前众多研究地震干涉技术的理论相比,本文尤其关注以下几点:(1)基于简单的平面波模型,给出不同维度下,源或台站对方位均匀分布时,平面波互相关对入射波的方位平均和台阵对的方位平均结果,并对格林函数GF和时域互相关函数NCF的关系进行总结.(2)给出声源和(或)交叉台站方位分布不均匀时的互相关表示,指出这种非均匀性对方位的依赖关系,与弱各向异性介质中面波速度的方位依赖关系类似,因此,非均匀源的影响在反演时可能会映射到面波方位各向异性结果中.(3)互相关运算中,哪一个台站是虚拟源.NCF包含因果性和非因果性两部分,NCF的非对称性通常用于研究噪声源的方位分布,但由于源和接收的互易关系,及对互相关运算的不同定义和不同的傅里叶变换习惯,哪一个台站是虚拟源在目前的文献中并不明确.(4)方位平均和时间平均的关系.在SPAC处理中,需要对不同方位分布的台站对进行方位平均,本文从理论上说明,单个平面波入射时,交叉台站互相关系数对台站对的方位平均,等价于单个台站对互相关系数对入射波的时间平均.(5)几种特定分布非均匀噪声源的SPAC表示.包括单独的因果性噪声源和非因果性噪声源给出的互相关函数表示,及由此带来的相移问题.(6)利用SPAC、NCF和面波GF之间的关系,给出交叉分量的空间自相关系数表示.(7)衰减介质的空间相干表示.虽然利用地震干涉技术研究介质衰减在理论上仍然存在一些争议,但人们正试图研究从连续背景噪声记录中提取介质衰减的可能性.本文基于平面波模型,给出了不同坐标选择下,衰减介质的空间相干表示,这种表达的不同,指示了由地震干涉技术提取介质衰减的困难.与众多研究地震干涉的理论相比,比如稳相近似理论、互易定理、时间反转声学等,本文主要考虑均匀介质,不涉及非均匀介质的散射,从最简单的平面波模型,理解背景噪声重建系统格林函数这一地震干涉的核心思想和相应的基本概念.

摘要： 传统标准增益喇叭天线测试系统在测试物体的电磁特性时,由于要满足入射波为平面波的要求,通常要满足天线的远场条件,这样在测试过程中会产生绕射等现象,影响测试结果.通过在天线波导口处加载相位补偿的非谐振超表面单元可以改变电磁波的传播方向,使其在近场处也可以产生近似平面波的效果,可解决在测试过程中绕射等现象导致的测试结果不准确的问题.基于非谐振超表面单元,设计了一款工作在X波段的、由12×16个单元构成的二维透射型超表面,并将其加载在X波段标准增益的喇叭天线上,在不影响天线增益的情况下,将天线辐射出的球面波经过超表面的相位补偿后在近场形成近平面波.最后,通过仿真证明了该设计的正确性.

摘要： 众所周知,弹性波方程被用来描述工程应用中的弹性波传输问题.高效数值求解弹性波方程是一个重要的研究课题.提出了基于平面波离散的间断有限元超弱变分法.首先,选取满足剖分单元上齐次偏微分方程和其对偶方程的解析解分别作为检验空间和测试空间,得到等价的间断有限元变分形式;然后分别定义二维空间下的矢量平面波检验离散空间和测试离散空间,进而得到离散变分形式.基于Matlab软件的数值实验验证了新算法具有较高的精度.

摘要： 自Aki(1957)提出微震的空间自相关(SPatial AutoCorelation,SPAC)技术以来,SPAC技术一直独立发展,并在工程地震领域获得了广泛应用.近20年来,地震干涉(Seisimic Interferometry,SI)在多个领域引起人们的关注,该技术的核心思想是连续地震背景噪声的互相关函数(Noise Crosscorrelation Function,NCF)可以重建系统的格林函数(Green''s Function,GF),对该技术的回溯性研究建立了SPAC和NCF的关系:它们是对同一物理现象的不同描述,SPAC在频率域中描述随机平稳噪声的空间相干,NCF在时间域中描述扩散场的互相关.理论上SAPC和NCF技术要求背景噪声源均匀分布,这样的噪声场可以用平面波叠加来模拟.本文基于平面波模型重访地震背景噪声的互相关和空间自相关技术,从单色平面波的互相关表示出发,对地震背景噪声互相关及空间自相关技术进行评述,试图使这些概念更易于理解.与之前众多研究地震干涉技术的理论相比,本文尤其关注以下几点:(1)基于简单的平面波模型,给出不同维度下,源或台站对方位均匀分布时,平面波互相关对入射波的方位平均和台阵对的方位平均结果,并对格林函数GF和时域互相关函数NCF的关系进行总结.(2)给出声源和(或)交叉台站方位分布不均匀时的互相关表示,指出这种非均匀性对方位的依赖关系,与弱各向异性介质中面波速度的方位依赖关系类似,因此,非均匀源的影响在反演时可能会映射到面波方位各向异性结果中.(3)互相关运算中,哪一个台站是虚拟源.NCF包含因果性和非因果性两部分,NCF的非对称性通常用于研究噪声源的方位分布,但由于源和接收的互易关系,及对互相关运算的不同定义和不同的傅里叶变换习惯,哪一个台站是虚拟源在目前的文献中并不明确.(4)方位平均和时间平均的关系.在SPAC处理中,需要对不同方位分布的台站对进行方位平均,本文从理论上说明,单个平面波入射时,交叉台站互相关系数对台站对的方位平均,等价于单个台站对互相关系数对入射波的时间平均.(5)几种特定分布非均匀噪声源的SPAC表示.包括单独的因果性噪声源和非因果性噪声源给出的互相关函数表示,及由此带来的相移问题.(6)利用SPAC、NCF和面波GF之间的关系,给出交叉分量的空间自相关系数表示.(7)衰减介质的空间相干表示.虽然利用地震干涉技术研究介质衰减在理论上仍然存在一些争议,但人们正试图研究从连续背景噪声记录中提取介质衰减的可能性.本文基于平面波模型,给出了不同坐标选择下,衰减介质的空间相干表示,这种表达的不同,指示了由地震干涉技术提取介质衰减的困难.与众多研究地震干涉的理论相比,比如稳相近似理论、互易定理、时间反转声学等,本文主要考虑均匀介质,不涉及非均匀介质的散射,从最简单的平面波模型,理解背景噪声重建系统格林函数这一地震干涉的核心思想和相应的基本概念.

摘要： 传统的光学元件体积较大,难以满足要求较为严格的需求,本文旨在探究微小的光学元件,研究的光线波长为 10.6 纳米的远红外,经过光学元件后具有会聚功能。在设计这一光学元件时,参考了双条形介质耦合结构,设计出具有会聚功能的超表面单元结构。运用(FDTD Solution)仿真软件进行模拟,探究出了其能够调节光波的位相。

摘要： 当电子设备受到高功率电磁波照射时,强电磁场通过设备表面的孔缝进入内部,极易对敏感电子元件产生影响甚至毁伤效应,导致设备无法正常工作.针对这个问题,提出一种电磁波吸收平面材料,由周期性亚波长单元、变容二极管阵列、直流偏置电路构成.该材料对表面波和平面波的吸收率可通过改变偏置电压得到大范围调节.该性能得到了仿真和测试验证,说明该材料在电磁防护方面具有潜在应用价值.本研究成果对具有"自适应"调节能力的吸波材料研究打下基础,若将直流偏置电路替换为传感器芯片,则吸波性能将随相应环境变量变化,从而满足更复杂电磁环境需求.

摘要： 本文详细分析了影响天线紧缩场静区平面波相位高精度测量的主要误差因素,提出了利用激光跟踪仪进行软补偿及利用高精度平面准直仪进行硬补偿两种方法实现静区平面波相位的高精度测量,并利用理论分析与现场实验相结合的方法验证了这两种措施的有效性.

摘要： 紧缩场是在紧缩的距离内将馈源发出的球面波通过准直结构校正为平面波，以满足天线或RCS测试的远场条件。本文介绍一个在W波段和D波段宽带工作的全息紧缩场,根据口径近场辐射的近轴相似性实现全息条纹的宽带工作,在85GHz～170GHz范围内使用350mm的全息口径形成150mm的平面波静区,并用毫米波矢网和高精度扫描架测试紧缩场的静区幅度和相位指标.

摘要： 本文基于多层相位梯度超表面设计了一种高增益透镜天线.文中设计的超表面可以高效的对入射平面波进行聚焦,将工作于X波段的贴片天线置于其焦点处作为馈源构成透镜天线系统,馈源辐射的准球面波经超表面被转变为平面波.由于超表面对两种波的转化效率高,所以能够大幅度提高贴片天线的增益(增幅达11.6dB),同时也使得天线的半功率波束宽度得到缩减(达66°).本文提出的透镜天线为相位梯度超表面的应用提供了一个新的方向,也为实现高增益天线提供了一种新的技术.

摘要： 基于微波全息技术的紧缩场核心部件是全息光栅，它是一块可透射电磁波的介质板.经过合理的结构设计.可实现对辐照于介质板的球而波进行幅度和相位调制.从而将人身寸的球血波转化为出射的平面波。采用紧缩场技术在有限的实验室空间内产生平面波是获取目标远场RCS及天线方向图的有效手段.介绍了基于全息光栅的毫米波全息紧缩场,阐述其平面波生成原理,并对97GHz的毫米波全息光栅进行仿真设计和加工,给出全息光栅静区平面波测量及金属平板RCS测量验证结果.

摘要： 基于粗糙面平面波和脉冲平面波散射理论,结合高斯波束散射特征,推导了二维随机粗糙面脉冲波束散射的双频互相干函数.数值计算了两种不同束腰半径下,该函数随散射角和相干带宽频差的变化情况.计算结果表明:函数随波束半径的增大而增大,在某一确定频差,镜反射峰值随波束半径的增大而增加;相干带宽频差在镜反射方向的值不随束腰半径变化,但对以同一束腰半径的脉冲波束,其在镜反射方向和相干带宽频差为零时出现最大值.对脉冲波束散射双频互相干函数的研究为开展粗糙面脉冲波束散射场量的其他统计特征奠定了基础.

摘要： 声学测井中,套管井问题一直是学者们研究的关注点.本文在高频入射情况下,把井孔-套管-水泥-地层近似为多层介质,以寻求弹性波在其中的传播信息.在进行声波在层状媒介中反射和折射的数值研究时,利用中间层固体对应的传递矩阵以及相邻层之间的边界条件,得到联系多层媒介系统上下界面处力学量的矩阵表达式.数值模拟表明频率的改变对折、反射系数的能量分布以及临界角都有影响.

摘要： 基于球矢量波函数的正交完备性及傅里叶变换方法,研究了单轴各向异性介质球对平面波的散射,给出了解析解的形式.退化为各向同性球与文献结果比较,并验证了理论的正确性,数值分析了尺寸参数较大时单轴各向异性介质球平面波散射的雷达散射截面的角分布.结果表明:单轴各向异性介质球较大时的散射特性和较小时的特性明显不一样.

摘要： 地震AVO(振幅随偏移距变化)研究的理论基础主要是基于平面波理论的Zoeppritz方程，但是，即使精确的Zoeppritz方程也是用平面波对现实世界的一个近似。研究结果表明，在近临界角处柱面波模拟结果相对于平面波模拟结果更接近于实际地震数据。本次研究借用Hasse(2006)对球面波进行一个柱面近似，研究了第Ⅰ类AVO的反射P波反射系数变化趋势，分析了球面波的AVO响应特征，并总结了球面波形成机理与平面波形成机理的差异。

摘要： 基于弹性波的散射理论,采用波函数展开法,研究了无限大地下空间内圆形隧道中衬砌对SH波的散射和动应力集中问题,得到了问题的解析解,给出了衬砌动应力集中因子的数值解,分析了围岩和衬砌的剪切模量、波数等对动应力集中因子的影响.数值计算分析表明:围岩和衬砌的剪切模量、波数等是影响动应力集中因子的重要因素,为衬砌的地震评价提供了理论依据.

摘要： 本发明公开了一种基于反透视平面变换的超声平面波成像方法，包括以下步骤：(1)采集数据；(2)数据预处理：利用平面变换，先将原成像平面上的成像点变换为新平面上的成像点，并根据新平面上的成像点对延迟时间进行计算得到修正后的延迟时间，然后再根据修正后的延迟时间利用合成孔径聚焦技术对原成像平面上的成像点进行接收聚焦，得到原成像平面上各成像点的值；(3)数据后处理：依次进行包络检测、对数压缩和灰度映射，最终得到超声平面波成像图像。本发明通过对关键的延迟时间的计算方式进行改进，并与合成孔径聚焦技术相配合，与现有技术相比能够有效解决平面波成像质量不高的问题，有效提高超声平面波的成像分辨率。

摘要： 本发明公开了一种基于反透视平面变换的超声平面波成像方法，包括以下步骤：(1)采集数据；(2)数据预处理：利用平面变换，先将原成像平面上的成像点变换为新平面上的成像点，并根据新平面上的成像点对延迟时间进行计算得到修正后的延迟时间，然后再根据修正后的延迟时间利用合成孔径聚焦技术对原成像平面上的成像点进行接收聚焦，得到原成像平面上各成像点的值；(3)数据后处理：依次进行包络检测、对数压缩和灰度映射，最终得到超声平面波成像图像。本发明通过对关键的延迟时间的计算方式进行改进，并与合成孔径聚焦技术相配合，与现有技术相比能够有效解决平面波成像质量不高的问题，有效提高超声平面波的成像分辨率。

摘要： 本发明公开了一种三维平面波域地震数据多次波压制的方法，包括：从时空域地震数据中选取三维共炮点道集，经过两次三维Tau‑p变换、进行多次波压制处理，获取时间域平面波域的多次波数据；从时间域平面波域的多次波数据中抽取共检波点射线参数道集，分别交替进行两次反三维Tau‑p变换和反傅里叶变换，得到时空域的多次波地震数据；将时空域的多次波数组和时空域地震数据做自适应相减运算，得到三维平面波域地震数据多次波压制后的结果。本发明公开的三维平面波域地震数据多次波压制的方法，大大提高了地震勘探的精确度，对于提高地震处理水平和地震成像精度、丰富和发展地震资料处理理论有着重要的意义。

摘要： 本发明提供了一种基于超声超快复合平面波的脉搏波传导速度成像方法，包括：获取合成过后的解调超声数据，并对所述合成过后的解调超声数据进行反向血流滤波处理，得到第一处理超声信号；在所述第一处理超声信号中获得不同深度的坐标点轴向位移信息；接收输入信号，并针对所述输入信号进行信号处理，得到第二处理信号图像；将所述第二处理信号图像与所述不同深度的坐标点轴向位置信息进行复合，得到血管壁轴向速度‑时间的脉搏波影像。本发明提供了一种基于超声超快复合平面波的脉搏波传导速度成像方法，目的为解决聚焦扫描方法终帧频与图像质量之间取舍与计算准确度问题。

摘要： 本发明提供了一种局部平面波域弹性波成像方法及装置。所述方法包括：根据速度扰动公式得到弹性波的反射率；利用弹性波的反射率，根据Born近似理论，输入光滑的弹性波速度模型及弹性波反射率模型，计算弹性波高斯束Born正演的多波型局部平面波数据，将其作为反演观测数据；利用弹性波高斯束叠加的Born正演模拟，得到正演模拟局部平面波数据；在多波型局部平面波域构建目标函数，利用共轭梯度算法对目标函数进行迭代求解，将目标函数的极小值对应的解作为弹性波成像结果。本发明在最小二乘偏移框架下，迭代更新弹性波成像剖面，使成像振幅趋近于地层真实的反射率，达到保幅成像的目的，成像分辨率得到提高，串扰噪声得到压制。

摘要： 本发明提供了一种基于石墨烯超表面的平面波到球面波相控阵芯片，包括反射型超表面相控阵；所述反射型超表面相控阵包括M×M个周期性排列的石墨烯超表面单元；所述石墨烯超表面单元包括上表面呈圆形结构的石墨烯贴片和下方介质基板；圆形结构的石墨烯贴片与下方介质基板的几何中心在一条直线上。本发明利用了石墨烯超表面单元能够使入射波的电场发生0～360°全相位调控的特性，在50THz到60THz的频率范围内，实现了平面波转化为球面波的功能，具有宽频带、平面化、单层结构的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于阵列天线的可加载红外源的毫米波准平面波生成器，包括平面阵列天线、红外馈孔和阵列天线馈电网络；其中平面阵列天线口面为矩形或圆形，阵列天线单元为矩形、圆形、椭圆或圆环微带贴片天线，通过同轴线馈电；红外馈孔为平面阵列天线口面中心处所开的圆孔，以透红外信号；阵列天线馈电网络为平面阵列天线提供幅度和相位可控的信号。工作时平面阵列天线通过馈电网络发射毫米波信号，红外馈孔透红外信号，在一定距离区域内实现良好的近场准平面波静区。利用遗传算法结合最小二乘法优化阵元的排列方式以及阵元的间距，以较少的阵元数目生成满足要求的近场准平面波。本发明具有成本低、重量轻、频带宽、毫米波与红外共轴等优点。

摘要： 本发明属于成像技术领域，公开了一种基于超声平面波扫描的分段式脉搏波成像方法，包括：对超声射频信号进行处理，获得各相邻帧间的血管壁各坐标点的相对位移信息；获得血管壁不同深度处各坐标点的连续时间‑位移信息；选取血管壁同一深度处各坐标点径向振动的基准特征点，并在血管壁位置处加窗，对每个窗内的脉搏波传播位移进行几何校正，依次将窗向后移动一个坐标实现对局部血管的分段式处理，直至完成整段血管的计算，将血管壁的局部脉搏波速度图和弹性模量图覆盖于超声图像。本发明有效解决了传统脉搏波成像技术中成像质量与成像帧率之间的矛盾；并对脉搏波在走形不规则的血管中的传播位移进行了几何校正，提高了脉搏波传播速度计算的准确性。

摘要： 本申请提供了一种平面波生成装置及平面波生成装置测试系统。该平面波生成装置包括屏蔽暗室、天线阵列组件和待测天线组件；天线阵列组件和待测天线组件位于屏蔽暗室内；天线阵列组件包括天线阵列和模拟移相器；天线阵列包括N个阵元，N为大于等于2的整数；模拟移相器包括L个移相器组，L为大于等于1的整数；N个阵元中的每个阵元与L个移相器组中对应的一个子移相器的馈电线路连接；L个移相器组中每个移相器组的任意两个子移相器对应的馈电线路的功率之差小于等于预设阈值。本申请采用模拟形式实现幅相控制电路，同时利用阵列稀疏化有效地减少了天线数量和馈电网路复杂度，在保证测试系统精度的同时有效降低成本，具有精度高、成本低的特点。

摘要： 本实用新型涉及天线测量技术领域，本实用新型公开了一种平面波生成装置及平面波生成装置测试系统。该平面波生成装置包括屏蔽暗室、天线阵列组件和待测天线组件；该天线阵列组件和该待测天线组件位于该屏蔽暗室内；天线阵列组件包括第一支撑板和位于所述第一支撑板上的天线阵列、天线罩集；所述天线阵列用于发射平面波，该天线阵列包括N个阵元，该N为大于等于2的整数，该天线罩集包括M个天线罩，该M为大于等于1且小于等于N的整数，该M个天线罩中的每个天线罩内置有一个该阵元。本发明提供的该一种平面波生成装置能够有效降低天线阵列的RCS，从而有效降低反射的电磁波对静区的干扰影响，提升静区的平面波合成质量，具有测试精度更高的优点。