球面波

摘要： 球形装药在空气中爆炸,产生的冲击波与平板障碍物碰撞产生的反射超压在防护结构中一般是需要进行控制的,反射超压准确计算与否对于校核结构强度具有极其重要的作用。球形装药在空气中中心起爆之后,经过一球面波传播到平板表面产生一反射波。本文将通过平板反射试验验证了爆炸罐内爆下冲击波压力测试系统的准确性及可靠性,并通过数值模拟进行平板反射试验分析爆炸波通过平板反射后的传播情况,建立了比较符合测试实际的计算模型。计算结果表明,平板试验结果和理论计算值之间误差较小,全部在10%以内,且对称测点的实测结果一致性较好,可以认为构建的冲击波测试系统能够满足圆柱形爆炸容器壳体内壁反射冲击波测试的试验要求。

摘要： 针对三维沉积盆地对球面波的散射问题,发展一种快速宽频间接边界元方法(IBEM)。利用ANSYS建立求解模型,基于Intel-Fortran编译器编译相应的计算程序,对基岩半空间三维半椭球形盆地对球面波的散射进行了数值分析,着重探讨入射波频率、波源埋深、波源与不规则地形(沉积盆地)距离等参数对地震动特性的影响规律,计算方法适用于求解任意复杂形状的局部场地,实现对沉积盆地三维地震响应的频域精细求解。研究结果表明:随着入射波频率增大,沉积盆地相对半空间的放大效应越显著,且干涉效应越强烈;高频波入射时,由于盆地底部透射的体波和盆地内部由体波转换为的面波以及从盆地边缘处透射的体波相互叠加,次方向位移出现一定的边缘效应。位移频谱分析表明,沉积盆地在较低频率时,地表不同点位的主方向位移幅值基本相同;在较高频率域内,地表不同点位的位移频谱特性差别很大;球面波入射与平面波入射相比之下,位移幅值均有所降低。整体来看,随着膨胀波源与盆地水平距离增大,地表主方向最大位移幅值降低,地表次方向位移聚焦区域增加且分布更分散。

摘要： 地下爆炸与介质的能量耦合和介质中的波传播机制是理解地下爆炸源物理的重要基础.为研究地下爆炸辐射地震波能量的传播衰减规律,分析了黏弹性介质中地下爆炸地震波能量的组成.基于无限介质中黏弹性球面波理论,给出了速度、位移、应力、应变等物理量Laplace域的理论解.利用Laplace数值逆求解方法,建立了黏弹性介质中地下爆炸辐射地震波场的计算方法.以干黄土作为典型黏弹性材料,计算给出了地震波能量的传播特征,分析了地下爆炸辐射能量的传播衰减规律.结果 表明:(1)在黏弹性介质中,某球面处流入的能量随半径增加而逐渐降低.在理想弹性介质中,某球面处流入的能量在几倍弹性半径外即可稳定到某一定值;(2)在某一固定的有限观测区域内,当观测时间足够长时,势能和耗散能均趋于某一定值,辐射动能趋于零;(3)当有限的观测区域能容纳一个完整波长的地震波时,地震波辐射动能的稳态值随波传播距离的增大而减小,总体上可以用指数函数和幂函数进行分段拟合.

摘要： 天线的远场对于研究天线辐射特性具有重大意义,由于远场的直接测量有着诸多限制,近场测量技术计算远场因其简洁准确的特点得到广泛应用.然而,传统的近场测量技术要求获取近场区的幅度和相位分布才能发挥作用,随着天线频率的升高,人们想要在近场区获取准确的相位信息变得十分困难.为了解决该技术难题,文中提出一种无相位近场测量技术.利用一个封闭面上的幅度信息重建或猜测出包围待测天线的球面切向电场分布,并采用遗传算法进行全局优化,其最初为四组随机数据,经过数次优化后将逐渐接近准确结果.仿真结果表明,本文方法能够在忽略相位信号的前提下,计算出准确的远场辐射特性.

摘要： 针对三维沉积盆地对球面波的散射问题,发展一种快速宽频间接边界元方法(IBEM).利用ANSYS建立求解模型,基于Intel-Fortran编译器编译相应的计算程序,对基岩半空间三维半椭球形盆地对球面波的散射进行了数值分析,着重探讨入射波频率、波源埋深、波源与不规则地形(沉积盆地)距离等参数对地震动特性的影响规律,计算方法适用于求解任意复杂形状的局部场地,实现对沉积盆地三维地震响应的频域精细求解.研究结果表明:随着入射波频率增大,沉积盆地相对半空间的放大效应越显著,且干涉效应越强烈;高频波入射时,由于盆地底部透射的体波和盆地内部由体波转换为的面波以及从盆地边缘处透射的体波相互叠加,次方向位移出现一定的边缘效应.位移频谱分析表明,沉积盆地在较低频率时,地表不同点位的主方向位移幅值基本相同;在较高频率域内,地表不同点位的位移频谱特性差别很大;球面波入射与平面波入射相比之下,位移幅值均有所降低.整体来看,随着膨胀波源与盆地水平距离增大,地表主方向最大位移幅值降低,地表次方向位移聚焦区域增加且分布更分散.

摘要： 针对空中声源激发的水下声场传播问题,利用射线理论讨论了平面波和球面波在空-海界面的透射特点,对空中静止点源水下声场传播进行了射线建模,分析了反射系数、透射系数和功率透射系数随掠射角的变化关系,结果表明,远场声场具有余弦方向性,声源下方声波可近似从高度为nh、强度为点源2n倍的虚源发出.

摘要： 不用戴耳机,就能享受只属于你一个人的音乐世界,定向音箱帮你实现!这款定向音箱名叫SRay,它的作用就是能将声音定向传播!它的原理其实并不复杂,因为普通扬声器发出的声音大多是“球面波”,没有方向性,所以谁都能听到。而SRay的音频信号却能聚集成一条笔直定向的波束,像激光一样定向传播,这样就不会干扰到其他人了。

摘要： 研究了球面波作用下约束阻尼板的隔声特性.根据约束阻尼板的振动控制微分方程,采用模态叠加法推导了其传声损失的计算过程.通过数值方法分析了点源距离、面板材料、黏弹性层的厚度、剪切模量、阻尼和损耗因子在球面波声场入射下对阻尼夹层板的传声损失所带来的影响,验证了球面波声场入射时,约束阻尼板遵循3～6 dB的隔声规律.

摘要： 本文采用0.125g TNT当量的微型炸药球作为爆炸源,利用在Φ1370mm×1200mm黄土样品180～1280m.kt-1/3范围内实测球面波径向粒子速度数据为基础,结合强间断波相容条件及变模量本构模型假设,反演得到黄土的弹性模量E=(1.927±0.216)GPa、体积模量K=(1.284±0.144) GPa及剪切模量G=(0.771±0.086).把黄土视为线黏弹性ZWT(朱-王-唐)材料进行数值模拟,以实测粒子速度幅值vmax、位移幅值umax及对应时刻作为数值模拟结果的对比参数,定义了误差函数,其极小值对应的松弛剪切模量GM =0.13GPa、松弛因子θM =21μs,将GM、θM作为黄土黏弹性本构参数的描述对球面波在黄土中的传播进行了数值模拟,结果表明:模拟得到的粒子速度曲线与试验曲线吻合较好,粒子速度幅值vmax、位移幅值umax与试验结果的最大偏差分别为8％、6％;粒子速度、位移幅值对应时刻与试验结果的最大偏差分别为1％、5％;数值模拟得到不同比距离处的径向应力σ,、切向应力σ、径向应变εr、切向应变εθ与基于强间断及变模量模型假设得到的结果具有较好的一致性.

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： 在毫米波雷达应用中，用常规的雷达散射截面(RCS)描述散射特征，可能出现较明显的偏差。对此，本文提出了散射体在极高频电波照射下的球面波雷达散射截面的概念，并且除常规的光学近似条件与远距离条件外，提出了散射体的平面波照射条件。对导电平板、圆柱和球体的解析分析表明，当平面波照射条件不满足时，RCS估计应该采用球面波RCS，且该RCS的值随频率变化具有上限。

摘要： 本文通过通过Mie氏解析方法分析了球面波激励下超常介质隐身罩的隐身性能，结果表明在以水平电偶极子近场辐射的球面波激励下，理想参数的隐身罩产生的散射场为零，隐身罩通过引导弯曲入射的电磁波来实现隐身，同时发现隐身罩的厚度越小，其弯曲入射电磁波的程度越强。此外，对于引入损耗的非理想隐身罩，通过远区场分析，结果表明后向散射依然为零，说明这种隐身罩具有很好的物理实现意义。

摘要： 从理论上推导了球面波作为参考光和读出光时体全息存储的相对衍射效率和晶体旋转角度之间的关系,对得到的衍射效率的理论公式进行了数值模拟,并且对模拟的结果进行了分析.结果表明,球面波系统的存储容量更高,角度选择性更好,并且有利于系统的小型化.

摘要： 从理论上推导了球面波作为参考光和读出光时体全息存储的相对衍射效率和晶体旋转角度之间的关系,对得到的衍射效率的理论公式进行了数值模拟,并且对模拟的结果进行了分析。结果表明,球面波系统的存储容量更高,角度选择性更好,并且有利于系统的小型化。

摘要： 提出了一种基于正交球面波插值的近场声全息图像分辨率增强方法.该方法以实际测量点数据为插值条件,通过若干不同阶次的球面波源叠加拟合实际声场,实现全息面插值.从而等效地增加了全息面声压数据,减小了测量间隔,在一定程度上恢复了由于实际测量间隔太大而损失了的倏逝波信息,使近场声全息图像得到了提高.数值仿真表明该方法可以有效提高近场声全息图像的分辨率.

摘要： 通过几何光学理论分析,将圆锥透镜对于不同曲率半径球面波的衍射模式分为球面波通过锥镜后光束完全会聚和部分会聚两种情况.使用半径为15 mm,底角为1°的圆锥透镜进行实验,在这两种情况下,按一定规律分别改变球面波的曲率半径,得到衍射图样和中心光斑直径、焦深等参数.通过对实验结果进行定量分析,并利用几何光学理论推导球面波在圆锥透镜后的环形聚焦特性,将实验结果与理论分析和计算机仿真结果相比较,说明光束部分会聚时,在理论上焦深可以达到无穷远.与相同条件下平面波入射的相应特性比较,对于要求长焦深的应用场合,球面波比平面波更加适合.

摘要： 对活塞波声压与球面波的声压进行了讨论，分析了活塞波的声压与球面波的声压二者之间产生误差的原因.利用活塞波声压方程计算了2.25MHz A604S大平底与Φ2mm、Φ3mm、Φ5mm 子底孔标准反射体的分贝数(ΔdB)而绘制2.25 A604S AVG曲线.平底孔AVG曲线图在直探头纵波探伤时.可直接用来确定探伤灵敏度调整量和计算缺陷平底孔当量。

摘要： 利用MATLAB数值计算模拟并拍摄出了焦距分别为200mm和2mm的透射型同轴全息透镜,可作为激光扩束准直系统用于大学基础物理实验。

摘要： 本发明提供了一种高频带利用率、时域正交、波道交叠的正交椭圆球面波脉冲组设计方法。通过波道划分、参数设置、求解方程、Schmidt正交化等步骤设计时域正交椭圆球面波脉冲组，各子波道相互交叠，在保证系统具有较好的功率利用率前提下，可使系统具有较高的频带利用率，尤其是相邻波道相互交叠50％时，系统的频带利用率可快速接近奈奎斯特速率。

摘要： 本发明提供了一种椭圆球面波频域多载波调制和解调方法，属于信息传输技术领域。该方法将椭圆球面波信号处理由时域拓展到频域，在频域进行信息加载、检测。在发射端，依据信号频域奇偶对称性的特性，采用分组处理、对称拓展的方式，产生频域调制信号；在接收端，依据相同奇偶对称性的信号在半个子波带频率范围与整个子波带频率范围其正交性相同的特性，采用对奇对称、偶对称信号分组处理，利用半个子波带频率信号进行检测，降低参与运算的信号数值解点数。与传统基于椭圆球面波的时域正交调制相比，本发明提供的方法能够在不改变系统频带利用率、系统误码性能、调制信号能量聚集性以及信号峰均功率比的前提下，显著降低算法复杂度。

摘要： 本发明提出了一种基于椭圆球面波信号的连续相位调制解调方法，该方法将信号空间具有时频域高能量聚集性、时间带宽积灵活可控的椭圆球面波信号，作为连续相位调制信号的基带调频脉冲信号，产生调制信号，利用椭圆球面波信号波形相干的检测方法解调输出数据。本发明与现有基于矩形脉冲、升余弦脉冲等信号的连续相位调制信号相比，在相同参数条件下，可以获得能量聚集性、频带利用率更高的调制信号，且可以优于现有连续相位调制信号差分相干检测的解调性能。

摘要： 本发明提供了一种基于信号分组优化的椭圆球面波多载波调制和解调方法，属于信息传输技术领域。在发射端，采用对信号分组优化，利用信号索引与脉冲幅度调制进行两个维度的信息加载，在保证信号高能量聚集性的同时提高系统频带利用率的思路，增加调制符号组合数，提高系统频带利用率；在接收端，基于激活、未激活信号所加载的调制符号间的差异，采用基于顺序统计量、基于局部最优的信号索引检测方法，对信号索引进行检测。本发明提供的调制方法能够在不增加椭圆球面波信号路数和信号间干扰、未明显降低信号索引检测性能的前提下，提高系统频带利用率和系统误码性能，且具有较低的信号索引检测系统复杂度。

摘要： 本发明提供了一种严格奇偶对称的椭圆球面波信号构建与检测方法，属于信息传输技术领域。信号构建方法采用对折、对称值叠加平均、对称拓展的方式，构建严格对称的椭圆球面波信号。信号检测方法采用对折、对称值叠加平均的方式，分离奇对称、偶对称信号；然后，对奇对称、偶对称信号分组处理，利用半符号周期信号进行检测。本发明提供的信号构建方法能够在保证所构建的信号与原信号相比，频谱特性保持了良好的一致的前提下，有效提高椭圆球面波信号数值解奇偶对称性。与相干检测相比，本发明提供的信号构建方法能够在不降低系统误码性能的前提下，有效降低信号检测复杂度，复杂度降低了约50%。

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： 本发明提供了一种高频带利用率、时域正交、波道交叠的正交椭圆球面波脉冲组设计方法。通过波道划分、参数设置、求解方程、Schmidt正交化等步骤设计时域正交椭圆球面波脉冲组，各子波道相互交叠，在保证系统具有较好的功率利用率前提下，可使系统具有较高的频带利用率，尤其是相邻波道相互交叠50％时，系统的频带利用率可快速接近奈奎斯特速率。

摘要： 本发明属于光学测量技术领域，涉及一种球面波曲率半径测量装置及方法。一种基于涡旋光干涉图样‑费马螺线拟合的球面波曲率半径测量装置，包括沿激光传输方向依次设置的激光器、扩束系统、第一分光棱镜、第一反射镜、第二反射镜、第二分光棱镜、CCD相机；在第一分光棱镜和第一反射镜之间依次设有四分之一波片和螺旋相位板；入射光的偏振方向与四分之一波片光轴的夹角成45°；所述CCD相机用于拍摄球面波与涡旋光的干涉强度图。本发明利用涡旋光干涉强度图样极大值分布满足标准费马螺线的原理，通过最小二乘法拟合极大值分布，获得费马螺线系数，进而求得球面波曲率半径，具有很高的测量精度和很宽的测量范围，且曲率半径求解算法简单。

摘要： 本发明涉及一种球面波成像方法，包括如下步骤：步骤1，通过激励单元产生球面波，通过接收单元采集原始信号；步骤2，根据成像目标设置成像区域，将成像区域剖分为若干成像目标点；步骤3，计算单个接收单元在成像目标点的成像值；步骤4，计算成像目标点的成像值；步骤5，遍历成像目标点，完成整个成像区域的球面波成像。球面波成像方法适用于声波、超声波、以及微波多种探测方法，采用激励单元一次发射球面波，覆盖整个成像区域，成像帖率高，能够满足脑部医学成像、安检等领域高帖率成像的需求。

摘要： 本发明是一种基于会聚球面波小孔衍射的数字同轴全息成像系统，由激光器1、衰减片2、激光扩束镜3、长工作距显微物镜4、小孔阵列5、被测样品6和图像探测器7构成，激光经过衰减扩束后由显微物镜聚焦成一个高亮光斑，透过纳米级圆孔，形成球面波，球面波分成两个部分，一部分照明物体得到散射的物光波，另一部分透过物体作为参考波，两束光波形成干涉条纹，由图像探测器记录，采用数字全息菲涅尔逆变换恢复算法来重构物体的振幅和相位信息。本发明结构简单，生成的点光源质量接近理想球面波模型，分辨率可逼近图像传感器像元间距极限，且点源与成像靶面之间无镜头聚焦过程，能够快速对物体成像，具有宽视场、高分辨、非接触的成像优势。