时间反转

摘要： 钢筋混凝土由于内部结构复杂,超声检测时容易引起强烈的结构噪声,降低信噪比,不利于缺陷的检测和判定。本文提出一种钢筋混凝土超声阵列检测方法,该方法以全聚焦理论为基础,实现了低检测频率下的高分辨率,并采用时间反转算法对全矩阵回波信号进行处理,实现超声波束的自适应增强,缺陷与钢筋处的幅值较处理前分别提升了7.6 dB和4.7 dB;最后分析了成图像中缺陷、钢筋及底波位置偏移的原因,并对它们的实际位置进行校正,从而获得高分辨成像结果。

摘要： 针对用基准信号和散射信号的差异来识别损伤会因实验环境的变化而造成损伤定位精度差的问题,提出了一种四点圆弧法结合时间反转聚焦原理的损伤定位检测方法,并通过仿真与实验分别进行了验证。首先分析了Lamb波的传播特性并推导了波动特征方程,用MATLAB进行了求解并绘制出频散曲线。然后利用ABAQUS来仿真Lamb波反转聚焦信号并得到时间延时,进而计算损伤位置到传感器的距离,再利用四点圆弧法进行损伤位置的定位。最后,为了验证仿真结果的准确性,对薄铝板中的损伤进行了实验验证。实验和仿真结果表明:该方法能简单有效的识别损伤位置,检测到的损伤位置最大误差率不超过3.7%,具有较高的定位精度,提高了铝板的损伤定位检测精度。

摘要： 针对多径效应导致目标距离-角度二维超分辨率估计性能严重下降的问题,提出了一种基于时间反转(Time Reversal,TR)的空间步进频雷达二维稀疏估计方法。根据空间步进频雷达的多径回波信号特性,建立了基于TR的距离和角度联合的等效接收信号模型;利用基于时间反转的二维稀疏渐进最小方差算法(TR-2D-SAMV)实现目标距离-角度的二维联合估计。仿真实验表明,所提方法在少快拍和低信噪比的复杂多径环境下可以消除大量的虚假谱峰,准确分辨直达信号和多径信号,相对于TR-CAPON和TR-MUSIC算法,能够有效利用多径能量进一步提高回波信噪比,具有良好的测距和测角性能。

摘要： 近年来,连续宽带阵列信号处理算法在闪电甚高频(VHF)定位领域取得一系列突破性进展,展现出相对于传统广义互相关闪电定位算法的明显优势,可实现对闪电通道高精度、高分辨反演重建,促进对闪电小尺度精细特征的科学研究。文章梳理了宽带甚高频阵列技术在闪电辐射源定位领域的国内外研究进展和应用情况,详细阐述了宽带甚高频阵列时间反转(TR)和多重信号分类(MUSIC)算法的原理和实现步骤,对比分析了两种算法的定位精度、空间分辨率以及抗干扰能力。针对实际观测应用中面临的问题,对一些可能的研究方向进行了展望,供广大研究人员参考借鉴。

摘要： 针对传统的到达时间差算法中时延估计存在误差的问题,提出了利用时间反转算法进行局部放电特高频定位的方法,该方法可以忽略波形模态的影响,无需直接进行时延估计。给出了该方法的具体步骤以及叠加和相乘两种幅值聚焦计算方式,分析了叠加和相乘两种幅值聚焦计算方式的特点。利用高斯—劳伦兹拟合函数局放模型,通过有限元分析软件进行仿真,验证了该方法的可行性,然后在实验室利用模拟放电源在气体绝缘组合电器气室内进行双通道定位实验,考虑了不同信噪比和多源情况对定位的影响,与时延定位法中的峰值法、互相关法以及能量积累法相比,该方法具有更高的定位精度,最后通过现场检测验证了该方法的实用性。

摘要： 针对基于时间反转的多用户差分混沌移位键控系统误码率较大和传输速率较低的问题,提出了改进型时间反转的多用户DCSK系统,来提升系统的误码性能和信息传输速率。在发送端,混沌信号通过延迟和时间反转两种结构,传输两路参考信号。每一路信号利用正交沃尔什码组同时承载N个用户信息来达到提高传输速率和消除用户间干扰、降低误码率的目的;在接收端,利用滑动平均滤波器对参考信号做降噪处理,降低判决项方差来减小系统误码率,再进行相关解调。推导了系统误码率公式,并在加性高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下进行了性能仿真分析。分析了用户数N、复制次数P、序列长度β、信噪比E_(b)/N_(0)和路径数L对系统误码率的影响,并与基于时间反转的多用户差分混沌移位键控系统的误码率进行比较。结果表明,在加性高斯白噪声信道中,当用户数为2、复制次数为8、β为512时,相较于基于时间反转的多用户差分混沌移位键控系统,该系统传输速率提升了约300%,误码性能提升近3 dB。这为该系统在实际工程应用提供了良好的理论意义和实用价值。

摘要： 超声平面波经颅成像时,由于颅骨对超声传播的影响引起图像质量下降,需要对颅骨造成的超声相位畸变进行校正.为此,该文研究了两种相位补偿方法:基于近似射线声学的理论方法和基于时间反转的数值计算方法,并利用数值仿真对比了两种方法的补偿和成像效果.结果表明:无论使用近似射线法还是时间反转法,都能够有效地校正因颅骨造成的相位畸变;时间反转法成像的精度和结果要好于近似射线法,但所需的计算资源和时间都要远远大于近似射线法;两种方法与平面波相干复合方法结合都能够一定程度上提高成像的对比度和分辨率.该研究结果为超声经颅脑成像方法研究和设备研发提供了理论指导和技术支持.

摘要： 单载波频域均衡(SC-FDE)是水声通信中实现高数据率传输的重要技术之一,但传输序列中周期性插入的循环前缀或保护间隔等前后缀降低了频带利用率和通信速率.该文在时间反转(TR)处理的基础上提出一种新型无前后缀的水声单载波频域均衡技术,即发射机传输无前后缀的单载波信号,接收机对各个数据块的后缀进行重构并利用频域均衡技术消除符号间干扰.重构数据块后缀作为接收机的核心部分,主要包括3个步骤:TR处理、干扰消除和后缀重构.首先,TR处理将来自接收阵元的多通道信号融合为单通道信号,并且其等效信道冲激响应(即q函数)的稳定主峰避免了后缀重构中的噪声放大.然后,通过干扰消除,去除来自前一数据块的块间干扰(IBI)和来自当前数据块的反因果干扰(ACI).最后,根据q函数主峰及其右侧的因果部分计算信号的各个路径分量,实现数据块的后缀重构.实验结果验证了这一技术的有效性,并且性能优于现有无前后缀的单载波频域均衡技术.

摘要： 针对空空时间反转多信号分类(time reversal multiple signal classification,TR-MUSIC)抗噪性能差而难以实现对复杂随机介质影响下目标的聚焦成像,以及空空多态数据矩阵的获取较为复杂等问题,提出基于空频分解的时间反转成像新方法,即空频TR-MUSIC.该方法利用天线阵列采集的散射场回波信号建立空频多态数据矩阵,对该矩阵进行奇异值分解得到噪声子空间向量,从而实现对目标的成像.基于完全散射场数据的成像函数包含多个子矩阵的贡献,具有统计特性.仿真结果表明,无论是在自由空间中还是在随机介质背景下,空频TR-MUSIC的成像效果均优于传统的空空TR-MUSIC,具有较好的分辨率和定位精度.即使在信噪比为10 dB的高斯白噪声影响下,也能实现对目标的准确成像.

摘要： 天然气管道发生泄漏,如果不能及时发现,将有可能造成人员伤亡和财产损失.在传统的泄漏检测定位方法中,密集网格分布是一种常用的方法,但该方法计算量较大.针对管道泄漏定位问题,文章提出了一种基于时间反演的自适应网格生成方法.在该方法中,为了降低定位分辨率,引入了一个分辨率调整参数调整捕获信号.根据调整后信号的能量分布,自适应地将网格集中在泄漏区域.通过实验研究对该方法进行验证,在实验中,两个压电陶瓷传感器连接在一条55.8 m的PVC管道上,采集了4个泄漏点的负压波信号.与传统定位方法中广泛应用的均匀网格相比,该方法在自适应网格数为均匀网格数的0.6％时表现出相似的性能,证明该方法能够显著降低泄漏定位的计算成本.

摘要： 在分层介质中的目标,由于界面的存在,界面反射波往往会干扰目标(缺陷)的回波信号.提出了时间反转(TR)和逆时偏移(RTM)的混合方法实现分层介质中目标检测和定位.此方法能够抑制分层介质中界面或底面反射波的干扰,从而有效地实现分层介质中目标的检测和定位.本文基于此方法对分层介质中的目标定位问题进行了数值仿真和相关实验研究.

摘要： 针对传统时间反转法无法对大型金属板进行快速检测的缺点,本文将超声相控阵聚焦偏转法对声波衰减的抑制特性和时间反转法在缺陷处的自聚焦特性结合起来,提出了线性阵列聚焦-时间反转超声检测成像方法,并利用COMSOL有限元分析软件和Matlab成像程序对该方法进行建模成像.首先利用超声相控阵聚焦偏转理论实现声波在大平面板中任意一点的聚焦,从而抑制声波在传播过程中的衰减.然后,对包含缺陷信息的回波信号进行时间反转处理,并将处理后的信号作为新的波源加载到模型中发射,实现声波在缺陷处的二次聚焦.最后,根据声波传播原理,建立在缺陷二次聚焦时刻的幅值聚焦图,对大型金属板缺陷进行成像.研究结果表明线性阵列聚焦-时间反转超声检测成像方法能够在不降低成像质量的前提下,准确检测出大型金属板中的缺陷,表明该方法更适用于大型金属板的检测要求.

摘要： 声学全息成像是将入射声波投射到成像平面,形成预设计的二维像.利用时间反转技术计算出全息平面所需要的振幅和相位轮廓.随后,设计了声学超材料来对反射声波进行空间的振幅相位调制.设计的声学超材料单元具有同时和独立地调控振幅和相位的功能.这种声学全息方法可能在超声治疗,粒子操控,和立体声场重建有潜在应用。

摘要： 本文基于有限差分模型，研究了管道中微裂纹聚集区域的非线性效应对超声波传播的影响，并采用时间反转的方法，将非线性导波成分汇聚到缺陷区域，从而实现对管道微裂纹区域的定位和检测。最终认为：该方法不仅能够确定缺陷的位置，还可以测量缺陷区域的大小，因而对工业应用中管材的无损检测具有实际意义和应用价值。

摘要： 在本研究中，实现了通过时间反转前后声场分布来研究多目标散射体存在于声场中时其尺寸大小对时间反转过程的影响，并取得了与理论分析相符合的实验结果。通过研究当散射体存在时，时间反转前的散射声场和时间反转后的聚焦声场特性与散射体尺寸大小之间的关系，进而寻求时间反转方法对有限大小散射体进行探测的方法与途径。

摘要： 时间反转技术(TR)在高散射环境下的时间和空间聚焦特性[1]，使得它被越来越广泛的应用到通信，医学，交通，反恐，搜救等各个领域。本文通过电磁波时域有限差分(FDTD)数值仿真，对隐藏目标进行主动探测，对信号源处的时间聚焦和空间聚焦加以理论和实验证明，并进一步分析了时间反转的抗噪性能和抗十扰性。为了进一步提高系统性能，将MIS与时间反转相结合，得到聚焦性能进一步提高的系统。

摘要： 本文利用一种盲解卷积的新技术,在未知海洋环境的前提下把声源发射的信号波形恢复。在一个未知海洋波导的传播特征的前提下,可以把一个点声源的宽带信号波形提取到。人工时间反转或ART技术要求有一个被动接收阵,这基于对声频率变化时声信道的低阶号简正波相速度的不变性。这项技术用宽带信号的计算机模拟来说明,一个点声源和一串水中垂直等间距的阵之间的浅海声信道的声传播来模拟。rn 这项研究有三个结论：第一在一个未知海洋波导中希望把一个未知遥远声源信号解卷积出来,人工时间反转(ATR)技术是一项宽容和可实施的技术。第二只要接收阵有足够多的空间多样性和声源激迈出声信道低号简正波,ART对高信噪比没有太高的要求,因此ART能够改进以相关为基础的信号检测和声源识别方案。第三此项技术有较强的抗噪声能力。

摘要： 为检测和定位微裂纹,研究基于振动声调制技术及有限元仿真的裂纹聚焦成像方法.搭建了振动声调制检测系统,检测铝板中的闭合微裂纹,提取检测信号中的一阶旁瓣非线性信号和只滤除基波的全部非线性信号并对其时域反转.用ABAQUS有限元软件建立铝板无损模型,加载时反信号并进行时间反转聚焦仿真,在ABAQUS的后处理模块获取铝板模型能量分布云图和各质点的位移信息.结果表明,在时反信号的聚焦时刻原裂纹位置处有较强能量聚焦,只滤除基波的全部非线性信号聚焦效果优于一阶旁瓣非线性信号,振动声调制技术与时间反转方法结合能够实现对微裂纹的定位和检测.

摘要： 时间反转(Time-Reversal,TR)技术在水声通信中有着明显优势，因为其无需知道信道准确先验信息，具有环境自适应性。这一点也在很多反通信实验中得到验证。本文介绍在波导水池中进行的主动MIMO-TR时反通信实验，简要说明了主动时反通信原理，阐述了了本次实验的设置、结果和分析。

摘要： 大时延多径扩展和强环境噪声使得高速率水声通信成为当今最为复杂的无线通信技术之一,基于空间分集的多通道判决反馈均衡器在复杂的水声信道中存在计算量大,可靠度低,对信道适应性差的问题.时反通信技术是近年来水声通信领域的研究热点之一,它可实现低复杂度、高可靠性,并能适应不同海洋信道的高速水声通信.被动时反利用多条独立衰落的信道传输信号,对每条信道进行探测、反转之后估计并抵消了信道多径带来的干扰.最终叠加每条通道的到达信号,目标信号经处理后能量增大,同时不相关的噪声得到了抑制,改进了通信系统性能.对时反通信进行了仿真,结果表明通过时反空间分集处理后,接收端叠加了最强的到达信号,实现聚焦,误码率较单阵元接收时有明显降低.

摘要： 一种用于利用任意波形信号利用超声波行程时间流量计的电子处理单元来确定流速的微控制器和方法。电子处理单元包括接收器和发射器端子、信号处理单元和信号发生单元，信号发生单元被配置为生成具有时间相关幅度的振荡电输出信号，其中时间相关幅度根据存储的信号参数而变化。

摘要： 在一个方面，UE基于在DL资源上从网络节点调度和发送的用于定位的DL RS，估计UE和网络节点之间的信道的信道状态。UE可以将基于估计的信道状态导出的TR滤波器应用于用于定位的UL‑RS。UE可以在UL资源上发送经TR滤波的UL‑RS，所述UL资源与DL‑RS的DL资源相关联并且由网络节点调度。可以由网络节点向UE指示UL资源和DL资源之间的关联。

摘要： 本发明提出一种基于时间反转技术的频控阵时间聚焦方法，该方法包括：频控阵接收设备发送第一信号；频控阵发射设备接收第二信号；将所述第一信号与所述第二信号进行去卷积，以得到多径信道；所述频控阵发射设备将发射信号通过所述多径信道发射出去。目前多径对频控阵无线传输具有信号损耗，时间反演技术可利用多径信号的损耗，时间反演信道可有效收集利用多径信号，明显改善系统的传输性能。

摘要： 本发明公开了一种非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，将用户按照信道的相关性和增益分为几个组，每组内的用户具有较高的信道相关性，而组间的用户则相关性较低。基站采用针对各用户组的、不同的时间反转接收处理滤波器对接收信号进行滤波实现多组用户的多址接入，而组内用户则通过分配不同的信号功率实现多址接入。以系统和速率最大化为目标，联合优化各用户的发送功率和针对每组用户的接收滤波器。本发明给出了一种迭代算法来求解各用户组信号的接收滤波器的脉冲响应和各用户的功率分配。相较于常规的时间反转多址接入方案，本发明给出的方案具有更高的系统和速率。

摘要： 本发明公开了一种时间反转OFDM多用户通信系统的功率分配方法。针对时间反转OFDM多用户通信系统计算系统和速率，以系统和速率最大化为目标进行用户信号发送功率的优化分配方法。首先给出在发送总功率约束条件下多个用户功率联合分配的数学模型，该模型中的多目标联合优化是非凸优化，然后给出一种改进的迭代注水功率分配算法来联合优化所有用户的发送功率。相比较平均功率分配方法，本发明给出的方法能获得更高的系统和速率。

摘要： 提供了一种生成音频信号的隐藏音频子帧的方法和解码器设备。该方法包括：在子帧的基础上生成频谱，其中，该音频信号的连续子帧具有以下特性：连续子帧中的第一子帧的已施加窗口形状是连续子帧中的第二子帧的镜像版本或时间反转版本。针对隐藏子帧，检测先前接收的音频信号的信号频谱的峰值，以及估计每个峰值的相位。基于该估计相位来导出时间反转的相位调整，以及向信号频谱的峰值施加时间反转的相位调整以形成经时间反转的相位调整的峰值。

摘要： 本申请公开了一种基于分步式时间反转技术和时域谱单元的声发射源定位方法，依次包括如下步骤：S1在待监测加筋壁板的各筋条网格中心处，分别粘贴四枚PZT传感器，并将各PZT传感器线缆接入数据采集系统；S2在待测区域内任意位置进行断铅实验，并由数据采集系统记录各PZT传感器的响应；S3根据各PZT传感器上响应的触发时间，识别距离声发射源最近的PZT传感器，将其响应通道记作主通道；等。本发明能够快速计算结构内弹性波的传播，并大幅提高定位精度。

摘要： 本发明公开了一种结合时间反转技术和BP神经网络的螺栓松动检测方法。在被测螺栓群附近布置多个超声导波传感器，采用时间反转技术激发和接收超声导波，提取特定损伤状态下导波信号特征值。采用BP神经网络进行局部损伤定位与定量分析，单个训练样本的输入为所有激励与接收传感器对应的多传播路径下的导波信号特征值，输出为螺栓群的损伤位置和局部损伤程度。另外，建立多传播路径下信号的平均特征值与螺栓群整体松动程度的线性关系，实现螺栓群整体损伤状态的预测。所提出的检测方法在采用较少传感器的前提下实现了具有大量螺栓组成的螺栓群结构损伤定位与损伤程度预测，检测结果可靠，工程应用性强，为保证螺栓连接型钢结构的安全提供了保障。

摘要： 本发明公开了一种基于行波特征频率的电磁时间反转故障定位方法，所述方法包括以下步骤：S1、在传输线及网络中任意一个终端设置单个观测点x，测量并记录一段有限时长T内的故障高频暂态信号，即得到测量信号；计算测量信号对应的行波特征频率f

摘要： 本发明公开了一种基于超声子阵列的时间反转成像方法及系统、设备、存储介质，该方法设计了多种超声子阵列划分方案，然后分别进行时间反转成像，并定义了多参数比较函数对不同的超声子阵列划分方案进行比较分析，筛选出最优的超声子阵列划分方案，并将其对应的超声图像输出。相比于现有的时间反转成像方法，只采用部分阵元作为工作阵元，大幅减少了工作阵元的数量，从而极大地减少了时域信号数量和数据存储量，并且通过多参数比较函数对不同成像结果进行比对分析，从成像时间、成像质量、处理数据量等多个角度对成像结果进行分析，筛选出最优的超声子阵列划分方案，保证了成像质量，加快了成像速度，很好地满足实际检测中对检测速度的要求。