摘要：探讨实现激光波束合成的新方法,分析体布拉格光栅作为激光波束引导器的可行性,基于Kogelnik耦合波理论,着重讨论了影响体布拉格光栅衍射效率的波长选择性和角度选择性因素。实验上给出布拉格光栅的具体制作过程,利用透射式体布拉格光栅完成了2束不同波长的激光并束、2束同种波长的激光并束实验,验证了利用布拉格光栅进行并束的可行性。为了实际中应用的方便,提出在晶体内部利用90°配置设计特定角度的布拉格光栅,让激光垂直照射晶体表面,即可满足布拉格角度入射,改良并束光路,简化理论计算,提高并束效率。

摘要：逐列扫描式的聚焦成像方法会限制超声成像帧频的提高。采用平面波发射模式只需要一次发射和接收即可获得一幅完整的超声图像,平面波成像是可以大幅度地提高成像帧频,从而实现超声超高速成像的方法之一。但是现有的超声波束合成器无法达到超声超高速成像对于计算能力的要求。对基于平面波成像的超声延时-叠加波束合成算法进行并行性分析,在此基础上设计并实现两种基于图形处理器(GPU)并行计算的超声平面波成像波束合成方法——基于2个Kernel和基于1个Kernel的并行波束合成方法。两种方法的主要区别在于波束合成中对延时值的计算和存储策略的不同处理,仿体实验证明两种方法的计算帧频分别达到2 178和2 453帧/s。相比于普通的方法,这两种基于GPU的并行波束合成方法的计算帧频分别提速99倍和111倍。实验结果表明,GPU波束合成器相比于传统方法,可以大幅度提高计算能力。

摘要：针对矩形和圆环形换能器阵列,完成了宽带参量阵信号的波束合成仿真与结果比较分析。仿真结果表明,同等阵元个数N=9、相似阵列边界半径rm=49mm条件下,矩形阵列差频波波束主瓣-3dB指向角约为6.3°(圆环阵列约为7.4°),旁瓣几乎被完全抑制(圆环阵列约为主瓣峰值的10%),矩形阵列更利于提高主瓣指向性和抑制旁瓣幅度。针对矩形阵列,该文仿真分析了采用阵元信号延时方法实现参量阵信号波束偏转时的各波束特征,仿真结果显示,偏转后波束存在主瓣峰值点幅值削弱、主瓣峰值点未对准预定方向、主瓣宽度增大等问题。分析表明,以上问题可通过增加阵元数目及增大阵列尺寸进行修正。

摘要：数字相控阵天线是有源相控阵天线发展的重要方向,而信号处理的核心内容是波束合成。但波束合成的工程设计中面临的一些问题,往往通过经验进行处理,并未从理论角度进行分析和解决。首先,针对信号处理硬件平台中的数据采集功能,通过分析ADC噪声来源,并结合输入中频信号SNR、动态、采样处理增益,得到了满足输出SNR要求的最少有效比特位的解析表达。其次,根据数字相控阵阵因子表达,分析了在指向误差对方向图影响,根据天线增益的损失,可以确定指向误差的允许范围。另外,根据空间色散原理,分析了频偏对阵列方向图影响,同样根据天线增益损失,可以确定允许的信号带宽指标。上述指标确定方法,通过计算机仿真证明了正确性和有效性,从而为数字相控阵天线的工程实现,提供了有益的支持。

摘要：介绍了在相控阵天线领域中的一种数字波束合成的设计方法。利用高性能直接数字频率合成器(DDS)芯片及DSP构成频率、幅度可调的系统,这一系统在波束合成中具有重要作用,试验证明该设计应用于系统中的可行性。

摘要：本文根据“非对称单脈冲法”的原理,以正交多波束加权合成的方法,综合出了一种低仰角接收波瓣,用于改善多路径反射对低空目标仰角测量的干扰。推导出设计这种波瓣的一套计算公式,并给出了波束形成原理框图。

摘要：水声换能器基阵的辐射声场计算,特别是辐射波束合成对于水下声系统设计十分重要,一直是水声领域研究的热点问题。现有的方法,如边界积分法不仅计算量很大,而且在特征频率处存在解的不唯一性和奇异性等缺点。而声波叠加法由于积分运算在辐射体内部完成,从而避免了边界积分法的缺点。文中基于声波叠加法建立了水声换能器基阵声辐射计算和波束合成的数学模型,推导出基阵辐射声场的声波叠加法计算公式,以及基阵辐射波束合成时阵元法向振速的求解公式,并给出了求解的两种方法——最小二乘法(LS)和奇异值分解法(SVD)。针对安装在硬质半球表面的14元圆弧阵进行了计算机仿真实验以及水池实验,实验结果验证了所建模型的正确性。因此,该模型可用于实际水声系统的设计和性能预估。

摘要：本文完成了对数字回波信号进行动态聚焦、加权变迹、子孔径合成等操作,实现了超声成像。对于接收延时的实现,本文提出了门控A/D采样时钟的思想实现接收延时,并突破性地运用了数字可编程延迟器件来提高接收延时分辨率。应用Altera公司的QuartusⅡ软件实现了仿真。

摘要：随着军用电子技术的飞速发展,宽带数字化相控阵雷达已成为雷达发展的必然趋势,其要求数字TR组件灵活产生各种波形。文中介绍了实现任意波形产生的宽带数字TR组件架构,通过波束合成理论分析得出需解决的关键技术;同时,基于高速并行数据接口数模转换器设计了一款可实现任意波形产生的宽带数字TR组件,测试结果满足需求,对于宽带相控阵雷达的系统构架具有指导意义。

摘要：Samplify Systems公司，一家致力于在超声工业提供创新半导体芯片、模块和子系统方案的技术型公司，11月27日发布了其第一款可商用的波束合成专用ASIC芯片，即SAM2032。跟现有的FPGA方案相比，高集成度的接收波束合成专用ASIC芯片SAM2032应用了Samplify公司获奖的Autofocus^TM自动聚焦技术，因此它具有业界在最低的功耗情况下最高的性能。SAM2032具有高度可配置性和灵活性，超声厂家可以因此简化软件和系统设计，从而缩短产品开发时间，使产品快速上市。