摘要：积分方程法被广泛应用于舰船磁场反演建模当中,但模型要求有足够多的测量点用于获取舰船在特定深度的磁场。针对积分方程法利用近场磁场建模时精度较差的问题,提出一种增加约束方程的改进措施,并分别开展了薄钢板模型和三维舰船模型磁场数值仿真。采用有限元方法对舰船内部测量点进行初始化选择,基于舰船内部磁场测量值构建了反演模型,采用奇异值分解法求解磁源参数并预测船外空间磁场,舰船外部空间磁场预测结果的均方根误差小于12%。舰船舱段模型磁场推算实验表明,由舱段内部磁场预测外部磁场的均方根误差约为13%,证明了所提出方法的有效性,可以改善传统反演模型的不稳定和精度不足的问题,研究结果可为舰船闭环消磁的算法设计提供思路。

摘要：三维地震数据中的断层规模从米级到千米级不等,断距从米级到数十米级不等。断层通常表现为同相轴错断、突然增减、消失或扭曲等显著地震响应特征。断层在三维地震数据体中占的体积比例很小,使得利用常规断层识别方法得到的断层识别结果存在不连续、识别率低等问题。针对断层的多分辨率特征,充分考虑了断层点或线在整个地震数据的占比小等特点,提出了一种三维神经网络MultiRes-Unet3D断层识别方法,该方法在网络学习过程中使用加权交叉熵损失函数解决了普通交叉熵损失函数不同项之间的平衡问题,使得神经网络具有了较为可靠的断层识别能力。首先,利用正演模拟方法生成三维合成地震数据集和断层标签,然后基于Tensorflow搭建、训练与测试MultiRes-Unet3D神经网络,再将训练好的网络模型迁移到实际三维地震数据的断层识别中。该神经网络断层识别方法在实际地震数据中的应用表明,断层识别结果空间连续性好,识别结果客观,断层边界更为准确,网络模型泛化性能良好,适用于具有不同断层构造特征的实际地震数据,节约了断层解释的时间成本与人工成本。

摘要：针对舰船磁场混合模型建模中存在的建模精度不高和稳定性差的问题,提出一种高精度稳定模型建立方法,结合混合模型中磁偶极子参数与舰船结构的相关性,以建模精度和模型稳定性为目标构造了多目标函数,通过对多目标函数优化获得合理的磁偶极子参数,间接地将建模求解问题转化为多目标函数优化问题.利用多目标粒子群优化算法进行求解,得到了建模问题求解结果的可选集,以建模精度为基准设计了从可选集中选取最佳结果的选择规则.三种类型的舰船船模实测数据建模结果表明:本文方法所建模型相对误差小于3%,换算误差小于6%,能够有效对舰船磁场进行建模;当存在测量数据误差时,本文方法建模求解结果稳定,验证了文本方法建模具有较好的稳定性.海上的某型舰船实测数据建模结果表明,本文方法建模具有较高的建模精度和换算精度,能够有效地在相关的工程中应用.

摘要：针对目前磁性检测站利用地磁模拟法获取的舰艇垂向感应磁场精度不够高的问题,提出一种检测线圈改进方法,以获得高精度的感应磁场.研究了双层垂向检测线圈的磁场均匀度对求解椭球壳感应磁场精度的影响,以磁场的均匀度和极差值构建目标函数,采用多目标模拟退火法对四层检测线圈的垂向坐标和安匝数进行优化.数值仿真表明:检测线圈改进后磁场均匀度提高了13.00%,潜艇模型感应磁场Ziz的相对误差由4.10%降至1.95%.根据线圈优化结果搭建了线圈系统,并进行潜艇模型感应磁场测量实验,证明使用改进后的线圈能够获取更加精确的感应磁场Ziz,为工程上设计检测线圈提供了新的思路.

摘要：针对甚低频、超低频通信中存在的微弱信号难以检测问题,设计了一种低频低噪声前置放大器。首先建立了放大器噪声模型并对噪声特性、噪声匹配进行分析,然后详细阐述了低噪声放大器电路中晶体管的选择、直流工作点的设置、负反馈网络的设置、阻容元件的选择、输入阻抗匹配等设计要点,并提出一种多层屏蔽设计方法。通过仿真对低噪声放大器电路进行测试与分析,结果表明在1 kHz~1 MHz下电压增益可达38 dB,1 kHz时等效输入噪声为0.99nV/√Hz,噪声系数达到0.73 dB,噪声性能大大提高,且信号失真较小,满足了低噪声放大器噪声系数小、增益大、输入端良好匹配的性能设计要求,可以实现甚低频、超低频远距离通信中对微弱信号的有效接收。

摘要：磁感应透地通信通过准静态磁场耦合的方式实现信息传输,可以有效解决传统电磁波通信中信道不稳定、传输距离近、天线尺寸大等问题。磁性天线尺寸小,灵敏度高,不易受电场信号干扰影响,适用于复杂的地下环境。基于磁性天线的基本工作原理,得出了灵敏度和信噪比的表达式,并根据磁芯与线圈不同参数对天线接收特性的影响提出了磁性接收天线的优化设计方案,最后通过公式计算与实验测量验证了天线优化设计方案的正确性与可行性。

摘要：在超低频通信过程中,接收端接收的信号是非常微弱的低频信号,这对滤波器的性能要求较高。针对这一需求设计了带宽较窄、中心频率低的带通滤波器。通过对无限增益多路反馈型(MFB型)和压控电压源型(Sallen-Key型)两种常见的有源滤波器传递函数和滤波特性进行对比和分析,设计了一种基于巴特沃斯型的八阶超低频MFB型带通滤波器,并使用Multisim14对设计的滤波器进行了特性分析。仿真结果表明,设计的超低频带通滤波器中心频率为100 Hz,带宽为10 Hz,增益为4,且在最坏情况下滤波性能良好,达到了超低频通信对滤波器的性能要求,满足了实际需要。

摘要：为满足水下航行器在复杂海况中接收来自海面高速数据对天线的需求,文中提出了一种Ku波段双辐射体天线的设计方案.首先在半波振子天线的正交方向添加寄生辐射体,在限定天线线径比的情况下利用寄生辐射体改善天线在复杂海况中的全向性,通过计算天线的寄生辐射体之间的间距衔接天线不同辐射体之间的电流分布;然后对天线振子上的电流分布进行近似推导,得到新型双辐射体天线的具体结构参数;最后通过电磁仿真计算,得出天线的电气特性,并进行实物测量和对比.仿真和测量结果表明,新型双辐射体天线在复杂海况造成的全部运动姿态中,水下反射系数小于0.45,水下增益高于-40 dBi,在所处水平面之上呈现全向性,实测结果与仿真结果具有较好的一致性.该天线具有线径比大、全向、水下增益较高的特点,性能受不同运动姿态的影响较小,为水下航行器的高频拖曳天线提供了一种新颖的天线结构.