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相控阵技术在大气探测中的应用及面临的挑战

地球科学进展 2008年第2期23卷 142-150页

作者：杨金红高玉春程明虎中国气象科学研究院中国气象局大气探测技术中心

近年国际上相控阵技术在大气探测领域中的应用有了重要进展,成为雷达气象学研究的又一新热点,并可能成为今后天气雷达发展的重要方向。介绍了相控阵技术在气象探测中应用现状和研究进展,以及近年在气象应用中所获得的最新研究成果,展望... 详细信息

近年国际上相控阵技术在大气探测领域中的应用有了重要进展,成为雷达气象学研究的又一新热点,并可能成为今后天气雷达发展的重要方向。介绍了相控阵技术在气象探测中应用现状和研究进展,以及近年在气象应用中所获得的最新研究成果,展望了相控阵技术的应用前景,进一步讨论了开展相控阵技术研究所面临的技术挑战和未来发展的方向。为我国开展相控阵天气雷达的研制提供参考。

关键词：相控阵技术大气探测多波束扫描策略

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相控阵技术在磁性接收天线中的应用

舰船科学技术 2021年第16期43卷 109-111页

作者：殷芳齐斌王海云新疆建设职业技术学院新疆大学

相控阵雷达技术采用雷达天线阵列进行目标探测,与传统的舰船雷达相比具有更高的精度和更强的干扰抑制能力。舰船雷达磁性雷达天线是在原有天线基础上缠绕永磁体,具有较低的传输线阻抗和空间阻抗。本文针对舰船的相控阵雷达技术进行深入... 详细信息

相控阵雷达技术采用雷达天线阵列进行目标探测,与传统的舰船雷达相比具有更高的精度和更强的干扰抑制能力。舰船雷达磁性雷达天线是在原有天线基础上缠绕永磁体,具有较低的传输线阻抗和空间阻抗。本文针对舰船的相控阵雷达技术进行深入研究,分析了舰船磁性雷达的物理学特性,最后针对舰船相控阵雷达系统的信号干扰抑制进行了详细阐述。

关键词：相控阵技术磁性天线干扰印制增益

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相控阵技术在天气雷达中的应用

现代雷达 2003年第12期25卷 23-25页

作者：张越南京电子技术研究所南京210013

相控阵天气雷达以其高时空分辨率的探测能力 ,高实时性探测和准确的探测数据将成为天气探测雷达领域的一个热点。对相控阵天气雷达的特点及其相关的技术和应用进行了分析和研究。

关键词：天气雷达相控阵技术天气探测时空分辨率实时性探测

超声相控阵技术在燃气聚乙烯管电熔焊接质量检查中的应用

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超声相控阵技术在燃气聚乙烯管电熔焊接质量检查中的应用

作者：王毅山东建筑大学

学位级别：硕士

随着我国能源结构的调整,能源向清洁化发展以及城市化进程的快速发展,国家计划天然气打造成主体能源之一,近两年我国天然气每年新增量达到300多亿立方米。由于聚乙烯管道具有的耐腐蚀性强,输送阻力小,在使用过程中大幅降低维护成本,在... 详细信息

随着我国能源结构的调整,能源向清洁化发展以及城市化进程的快速发展,国家计划天然气打造成主体能源之一,近两年我国天然气每年新增量达到300多亿立方米。由于聚乙烯管道具有的耐腐蚀性强,输送阻力小,在使用过程中大幅降低维护成本,在中低压燃气管道上被泛使用,城镇燃气输配系统中聚乙烯管道比重大幅提升。我国城镇燃气管道技术经过近30年的高速发展,在施工领域对钢管焊接质量控制方面积累了丰富的经验,尤其是无损检测的方面各种检测技术已经非常完善,金属焊接缺陷均可通过超声、射线、磁粉等无损检测方式在检查验收阶段及时发现。聚乙烯材料属于非金属虽然焊接原理与金属材料相似,即通过加热使其熔化后合为一体,但在焊接质量检测方面,尤其是无损检测方面远不如金属管检测技术成熟。随着超声相控阵技术的发展,聚乙烯焊接隐藏的缺陷可以通过相控阵技术进行检测,这一非破坏性检测手段必将越来越多的应用在聚乙烯管焊接的检测工作中。近几年的研究中发现由于聚乙烯材料的特性,超声相控阵检测技术对电熔焊接比热熔焊接接头检测更加可靠。聚乙烯管使用在燃气输配管线时,出于对严密性的考虑只使用热熔或电熔两种连接形式。在正常情况下两种连接形式的接头强度都可以大过母材,由于热熔焊接在施工中焊接质量已相对较高,技术水平也比较成熟,其检测手段也比较充分。本文将研究重点放在电熔焊接接头质量的检测上。主要解决两方面问题:(1)电熔鞍型的检验标准;(2)电熔焊接中冷焊特征线的应用标准。在电熔焊接中以往的研究都是偏向电熔承插焊接接头质量检测,本文会对电熔鞍型焊接无损检测及电熔焊接中“冷焊特征线”两方面内容进行一定研究。通过对现有工程中相控阵技术的应用情况进行分析,对现阶段相控阵技术进行总结,分析不足之处提出实用性检测标准及后续需解决的主要问题。研究结果对提高聚乙烯管道电熔焊接无损探伤检测技术与质量有重要的参考价值。

关键词：聚乙烯管焊接超声检测相控阵技术电熔鞍型冷焊特征线

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相控阵技术进展

现代雷达 1982年第2期 1-9页

作者：毛仁麟

1980年9月9日和10日,美国海军研究实验室主持召开了一次相控阵技术专题讨论会,以便确定现在通用的相控阵技术,并探讨自从1950年最早的有源可控阵列计划提出以来,大约30年的发展趋向。会议主席*** Shelton指出,这次会议预定是一次政府级... 详细信息

1980年9月9日和10日,美国海军研究实验室主持召开了一次相控阵技术专题讨论会,以便确定现在通用的相控阵技术,并探讨自从1950年最早的有源可控阵列计划提出以来,大约30年的发展趋向。会议主席*** Shelton指出,这次会议预定是一次政府级专题讨论会,而在为期两天所发表的论文和讨论中,来自各军种和企业界的代表们不仅阐明了这一领域所取得的技术成就和现实情况,而且看到了未来采用电扫相控阵天线的雷达系统的有利条件和应用前景。Paul Shelton以下列两个问题作为会议的开

关键词：相控阵技术移相器波束宽度收发组件雷达天线定向天线

基于相控阵技术的局部放电空间定位及成像技术研究

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基于相控阵技术的局部放电空间定位及成像技术研究

作者：刘嘉贻华中科技大学

学位级别：硕士

电力变压器的可靠绝缘对电力系统的供电可靠性具有极其重要的意义。在变压器绝缘中,有可能发生局部放电的现象,造成绝缘受损,威胁电力系统的安全运行。因此,能够安全可靠地在绝缘预防性实验中检测出变压器发生局部放电的位置,即变压器... 详细信息

电力变压器的可靠绝缘对电力系统的供电可靠性具有极其重要的意义。在变压器绝缘中,有可能发生局部放电的现象,造成绝缘受损,威胁电力系统的安全运行。因此,能够安全可靠地在绝缘预防性实验中检测出变压器发生局部放电的位置,即变压器局部放电定位研究具有重要的工程意义。首先,阐述了基于相控阵理论的变压器局部放电定位法的基础理论,相控阵技术和时差定位法。详细解释了相控阵天线的的工作过程,针对相控阵技术定位系统的射频前端,建立了三种相控阵天线阵列对应的数学模型;在相控阵天线接收由局部放电源发射出UHF信号后,用高采样率的数据采集设备对信号进行数字化处理。针对由检测环境噪声,信号强度等因素造成的概率估计误差,采用时差定位法进行局部放电源的定位。其次,研究了局部放电源的定位步骤,采用概率定位算法对连续的局部放电源信号进行检测和定位。为了更精确地估计TDOA,计划将其估计方法分为三个步骤:首先采用阈值法进行粗略估计,获取局部放电源信号的波达位置信息,并用矩形窗进行加窗处理,然后采用互相关法在阈值法估计的基础上提高TDOA的估计准确度,最后采用插值互相关法进一步得到更加准确的TDOA估计值。最后,基于MATLAB的实际数据仿真,以及局部放电定位实验证明了电力变压器局部放电源定位方法的可行性。

关键词：电力变压器局部放电源相控阵技术时差定位法概率定位算法

基于相控阵技术的船用磁性接收天线的应用研究

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基于相控阵技术的船用磁性接收天线的应用研究

作者：于卓奇哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本课题以船用无线电通信系统接收天线的应用为研究重点，综合考虑到通信系统的工作环境以及船用天线的设计要求，提出了一种基于相控阵技术的铁氧体磁天线应用方案。天线水平面的波辦形状是一个没有畸变的“8”字形，有较明显的接收零... 详细信息

本课题以船用无线电通信系统接收天线的应用为研究重点，综合考虑到通信系统的工作环境以及船用天线的设计要求，提出了一种基于相控阵技术的铁氧体磁天线应用方案。天线水平面的波辦形状是一个没有畸变的“8”字形，有较明显的接收零点，属于有向天线。由于将相控阵技术应用于铁氧体磁天线，可以使天线的波束指向在360°范围内任意旋转，并且可以实现小型化设计。论文首先详细分析了铁氧体磁天线的接收性能，通过与系统工作波段常用的鞭状天线的对比，指出了铁氧体磁天线的优势，为系统接收天线的选用提供了重要的依据。然后围绕相位控制技术相关理论展开，研究了铁氧体磁天线波束合成控制的方法。在进行了大量的、有针对性的测试试验后，给出了天线的性能测试结果。在此基础上分析了天线的应用约束条件，设计了以发射台站与船的平面几何关系控制天线波束的指向为主，以基于信号强度的能量判决为辅的波辦方向控制算法。在船舶直线航行时，根据船初始位置和当前位置的距离差以及台站位置参数计算天线波束指向;当船在航行过程中转向或者船首随海左右浪摆动时，根据信号能量变化自适应调整天线波束指向。算法的设计保证了船体在处于不同的运动状态下，天线都能实吋地、智能地接收到来自不同台站的信号。最后，根据系统原有的硬件平台设计磁天线的接口电路。在系统硬件平台上设计磁天线波辦方向控制算法的软件实现。为提高软件可靠性及可读性，磁天线波辦方向控制算法软件采用模块化设计，并且分别介绍了各个模块的软件实现。

关键词：铁氧体磁天线相控阵技术波束合成角度解算能量判决

基于超声导波相控阵技术的焊缝检测系统研究与设计

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基于超声导波相控阵技术的焊缝检测系统研究与设计

作者：姚滔江苏大学

学位级别：硕士

焊接结构是很多大型工件的关键部位,对工业生产和日常生活产生较大影响,所以对焊接结构进行质量检测是必不可少的环节。在层出不穷的检测方法中,超声导波检测法因其具有一次扫描即可检测长距离部件的内外缺陷的优点,成为了焊缝检测方法... 详细信息

焊接结构是很多大型工件的关键部位,对工业生产和日常生活产生较大影响,所以对焊接结构进行质量检测是必不可少的环节。在层出不穷的检测方法中,超声导波检测法因其具有一次扫描即可检测长距离部件的内外缺陷的优点,成为了焊缝检测方法中的翘楚。一个检测高效、性能稳定的导波焊缝检测系统难能可贵。而现有的系统常由单压电传感器构成,此类传感器在实况检测中,由于焊缝表面的不规则性,导致传感器与焊缝表面呈线接触或点接触,超声波的输入效率较低。为了提高导波在焊缝中的检测能力,本文设计一款基于阵列式传感器的焊缝检测系统,并提出基于相控阵技术的阵列式传感器激励方法,使阵列排布的压电晶片能产生一簇融合效果好的超声波信号。本文围绕焊缝特征导波的理论基础、数值模拟、硬件设计和实验验证等展开了研究,主要研究内容和成果如下:1)理论探究并仿真验证相控阵技术实现阵列式传感器的信号聚焦。在深度分析现有焊缝检测系统的特征和设计原理基础上,结合阵列式传感器特性及其焊缝检测机理,提出以相控阵技术实现阵列式传感器多信号聚焦的方法,并分别从轴向、周向和整体激励的方式验证所提出理论方法的正确性和有效性。仿真结果表明相控阵技术能使阵列式传感器实现多信号的相位无混叠、幅值线性叠加。2)实现了基于相控阵技术的焊缝检测系统硬件设计。设置了多路具有不同延时激励时间和相位的信号激励通道;设计了信号激励端和接收端的模拟放大电路和滤波电路,使激励端和接收端的信号都满足应用要求;在接收端利用FPGA设计了信号的存储、显示和通信模块等,实现整个硬件系统的设计。3)实现了阵列式传感器的多信号聚焦功能,并验证了相位控制系统的焊缝检测能力。搭建实验平台,利用所设计的焊缝检测系统对焊缝进行检测实验,分别验证了系统的幅值叠加和信号耦合情况。信号幅值随激励点数的增加呈线性增加,且信号相位耦合较好,实现了多信号聚焦功能;对四种不同缺陷进行定位精度与回波反射率实验和板中漏波检测实验,发现焊缝缺陷平均定位精度为1.58%,比传统传感器高3.66%,端面和缺陷的回波反射率为52.8%和22.4%,分别比传统传感器高24.1%和8.2%。理论探究、数值模拟和实验分析的结果表明,在相位控制系统的使用下,阵列式传感器能产生可进行焊缝检测的聚焦信号,且效果良好,可为提高焊缝缺陷无损检测的效率和精度、实现检测系统的市场化开发和应用提供必要的基础。

关键词：超声导波焊缝检测相控阵技术信号聚焦 FPGA

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相控阵技术用于棒材检测中应注意的两个问题

无损探伤 2015年第2期39卷 47-48页

作者：邵长禄石磊张愿伟东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司中心试验室辽宁大连116105

介绍了相控阵超声波技术在棒材检验中的优势、相控阵探伤设备的组成、系统配置。提出了相控阵技术在棒材检测时应注意的两个问题,即如何确保每一个虚拟探头在棒材不同横截面深度的相同大小缺陷声波反射能量一致性和同类波型的60个虚拟... 详细信息

介绍了相控阵超声波技术在棒材检验中的优势、相控阵探伤设备的组成、系统配置。提出了相控阵技术在棒材检测时应注意的两个问题,即如何确保每一个虚拟探头在棒材不同横截面深度的相同大小缺陷声波反射能量一致性和同类波型的60个虚拟探头声波能量一致性的问题。

关键词：相控阵技术虚拟探头一致性