信号检测、算法与仿真

• 基于加权非负最小二乘的颗粒粒径反演方法研究

  岳朴杰;张世玮;孟磊;宁翔;俞天阳;

  针对超声衰减谱法的颗粒粒径测量，为减小实验超声衰减谱的测量误差对反演结果的影响，提出了一种基于最优正则化的加权非负最小二乘OrtWtls反演算法。基于McClements和BLBL模型预测，引入加权矩阵对衰减谱粗大误差进行修正。结果表明，信噪比分别为10 dB和20 dB含噪超声衰减谱反演得到的粒径分布体积中位径与设定直径的相对误差小于5%,且多次测量的标准差小于1μm。用提出的OrtWtls算法对质量浓度为10%和20%的石灰石浆液实验超声衰减谱进行反演计算，与图像法的相对误差分别为7.71%和9.64%,证明了OrtWtls算法求解颗粒粒径分布的可行性。

  2023年06期 v.37;No.162 461-467页 [查看摘要][在线阅读][下载 1353K]
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• 基于点源成像的微球成像分辨能力仿真分析

  王宇莹;洪羽剑;卢钧胜;曾婧潇;付晓锋;胡晓东;

  基于微球透镜的显微成像技术具有方法简单、无需标记等优点，近年来受到了国内外众多研究者的关注。微球透镜成像系统参数变化将直接影响分辨能力，然而，目前缺乏此方面的仿真分析工作。因此，基于点源成像，提出了一种分析微球透镜成像分辨能力的方法，仿真分析了微球尺寸以及微球和点光源距离变化对成像分辨能力的影响。结果表明，成像分辨能力随微球尺寸的增大而下降，微球和点光源距离小于800 nm时，分辨能力随距离的增加呈下降趋势，当距离大于800 nm时，分辨能力不再发生明显变化。仿真结果对微球透镜显微成像实验具有指导意义，提出的方法为仿真分析微球成像分辨能力的研究工作提供了理论基础。

  2023年06期 v.37;No.162 468-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 1209K]
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• 声表面波标签的相参阅读器设计

  韩宇;陈智军;曾庆化;庞旗旗;王春涛;朱卫俊;

  现有与声表面波标签匹配的阅读器通常采用非相参的超外差结构，并通过开关截断以产生激励脉冲信号。由于开关闭合时刻和本振信号初相位的随机性，该方案所测回波相位为一个不确定的值，无法与距离等待测量建立函数关系。本文设计了一种相参阅读器，在发射链路使用功分器将信号源产生的信号分为两路同相信号，并把其中一路引入接收链路的下混频器作为本振信号，由此可使回波相位为一确定值。实际制作了阅读器电路，测试了发射、接收链路，并结合声表面波标签进行了实验，通过与矢量网络分析仪测量结果对比，表明了该阅读器的有效性。

  2023年06期 v.37;No.162 474-480+489页 [查看摘要][在线阅读][下载 3885K]
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• 基于残差图卷积网络的运动想象任务分类

  汪健;乔晓艳;

  为了提高运动想象脑机接口任务分类的准确性，需要增强运动想象脑电信号的解码精度。利用脑电的空间分布及多导联信息关联，构建图神经网络，提出了一种基于残差图卷积的运动想象任务分类模型。将残差学习嵌入深度图卷积神经网络，改善网络退化；并将分层图池化方法加入模型，充分提取运动想象脑电特征信息，提高分类准确率。该模型在两个脑机接口竞赛数据集上分别取得93.84%和96.39%的平均分类准确率以及0.917 1和0.953 5的平均Kappa系数。仿真结果表明，模型能有效提高运动想象脑机接口任务分类精度，且具有较好的泛化能力。

  2023年06期 v.37;No.162 481-489页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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数据采集与图像处理

• 图像序列中破片群目标提取与关联方法研究

  王墉;孔筱芳;徐春冬;周家杰;

  图像序列中破片群目标的提取和相互关联是基于高速摄影的破片参数测试中的关键技术，为准确提取破片群目标并进行关联，采用混合高斯背景建模结合邻帧差分法提取出前景；通过形态学处理，消除爆炸产生的火花扬尘等干扰，准确提取出了图像中的破片目标；提出了基于轨迹约束的搜索方法对图像序列中同一破片目标进行关联，通过试验验证，证明方法可以满足测试要求。解决了高速摄影法进行破片测速中破片群目标提取和图像序列中同一目标关联的关键问题。

  2023年06期 v.37;No.162 490-496+506页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K]
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• 面向航天器地面测试的双参量同步采集与无线传输系统设计

  李刚;程博;崔娟;张成飞;郑永秋;郝晓剑;薛晨阳;

  针对航天器地面测试过程中双参量同步采集与数据无线传输的需求，提出了一种双参量同步采集与无线传输系统。设计了基于FPGA的双过载参量同步采样电路，搭建了长距离LoRa和高速率GFSK调制动态切换的无线传输模式，实现了过载加速度和压力参量的同步、实时无线传输。为增强系统可靠性，设计了Flash存储模式，在无线传输出现故障时通过有线通信读取数据。测试表明，输入信号频率在4 kHz内，可实现双通道同步采集与无线传输，且波形可复现。采用GFSK无线传输，速率可达2 Mbps,传输距离为0.5 km;采用LoRa无线传输，速率为1 kbps时可实现1.2 km的远距离无线传输。该系统能够满足过载向心加速度和压力的同步、远距离、实时采集与监测，在航天器地面测试领域应用潜力巨大。

  2023年06期 v.37;No.162 497-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 1906K]
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测试技术与理论基础

• 车床尾座同轴度误差快速高精度测量方法研究

  吴祖冲;余厚云;许晓伟;游嘉凯;孙筱;

  针对现场环境下的车床尾座孔与主轴之间的同轴度误差检测与调整问题，提出了一种基于激光准直和光电检测的同轴度误差快速高精度测量方法，并设计了以位置敏感探测器(PSD)和准直光束为核心的测量系统。通过分别驱动激光准直模块和光电测头旋转，PSD采集准直光束的轨迹信息，使用基于RANSAC的椭圆拟合改进算法，拟合轨迹中心点坐标。驱动尾座套筒沿轴向移动，测得多个截面的中心点，从而拟合轴线。最后，依据同轴度误差评定的最小包容区域准则，计算同轴度误差。在同一位置进行同轴度测量实验，测量系统的不确定度优于0.003 2 mm,重复测量误差小于0.01 mm,满足车床尾座调整的同轴度测量要求。

  2023年06期 v.37;No.162 507-513+527页 [查看摘要][在线阅读][下载 1686K]
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• 水中爆炸下轨条砦表面压力测试及分析

  郭旭阳;孔德仁;徐春冬;薛超阳;

  轨条砦表面压力的测试及分析对研究水中爆炸载荷激励下轨条砦内部响应传播规律具有重要意义。论文开展浅水中远距离爆炸载荷作用下轨条砦表面压力的测试，炸药为3 kg的B炸药。通过对测得水中自由场爆炸冲击波压力峰值进行经验公式拟合，对比分析轨条砦表面压力峰值及水中自由场压力峰值。研究结果表明：在轨条砦各表面中迎爆面的压力峰值远超其他壁面。在同种炸药相同距离工况下，轨条砦表面压力明显大于水中自由场爆炸冲击波压力峰值，造成这种结果的主要原因是水中冲击波在轨条砦结构表面产生复杂的反射、绕射作用。轨条砦表面压力的测试及分析对爆炸载荷下水中障碍物表面压力的测试及毁伤分析具有一定参考性。

  2023年06期 v.37;No.162 514-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K]
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• 基于WiFi-Mesh的车辆参数分布式测试技术研究

  刘慧丰;李东昌;吕佳莹;崔建峰;

  针对现有装甲车辆无线测试方法难以进行多测点同步组网测试的问题，提出了一种基于WiFi-Mesh的车辆参数分布式测试方法。基于Esp32模块进行了组网节点的硬件设计；并在此基础上，对测试节点的组网任务流程、通讯数据格式及自修复功能进行了设计实现；同时，为了保证多测点间的测试时钟同步，利用TPSN算法，实现了Mesh网络的时钟同步设计。实验测试表明，构建的Mesh网络可以实现快速组网，所形成的网络拓扑结构稳定；网络中10 m距离内无遮挡的两点之间传输速率可达1.3 Mbps,时间同步的精度在1 ms之内，能够满足现场测试需求。

  2023年06期 v.37;No.162 521-527页 [查看摘要][在线阅读][下载 1781K]
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通信技术

• 基于超材料的低剖面高水平增益全向天线

  陈新伟;樊思梦;

  设计了一款基于近零折射率超材料(NZRIM)的低剖面高水平面增益全向天线。超材料晶胞由两个对称的C形条带和一个弯折线条带组成。将超材料晶胞组成的阵列轴对称放置在全向天线的四周，有效改变电磁波的辐射方向，使之更靠近水平面，从而提高天线的水平面增益。测试结果表明，天线的-10 dB阻抗带宽为5.78 GHz～6.12 GHz。加载超材料后的天线在工作带宽内的水平增益可以提高0.5 dB～1 dB,最大水平增益达到2.68 dBi。

  2023年06期 v.37;No.162 528-533页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K]
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• 基于带状线的混合模态涡旋波天线设计

  田震;李金龙;宋兆涵;冯强;梁君;

  鉴于涡旋电磁波所体现出的独特空间电磁场分布特征，以及其携带的轨道角动量在理论上所具有的无穷维度模态正交特性，涡旋电磁波在无线通信领域和雷达探测与成像领域均表现出重要的研究价值和应用潜力；从涡旋电磁波的电磁场分布和原理入手，针对当前混合模态涡旋波天线结构尺寸大、模态干扰大的问题，设计了一种基于带状线的叠层结构的抗干扰混合模态涡旋电磁波阵列天线；在C波段设计叠层结构的混合模态天线阵列，并基于带状线屏蔽性能优势设计1分4和1分8两种馈电网络，以及进行实物加工和近、远场测试；通过加入软件无线电平台，搭建无线收发传输链路，验证该天线阵列多路信号传输特性能正确解复用且隔离度较好，实现频谱效率的提升。

  2023年06期 v.37;No.162 534-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 2677K]
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• 一种产生双频涡旋电磁波的反射型超表面

  王俊磊;韩国瑞;袁浩;陈新伟;

  设计了一款双频涡旋电磁波超表面。该超表面由加载传输线的双对称C型环超表面单元构成，通过改变单元内外加载相位延迟线的长度，两个频段都能达到360°的相位覆盖范围，且单元内部耦合较小，可独立控制相位变化。基于此单元，设计了工作在8 GHz和18 GHz的13×13单元的双频反射型超表面。仿真结果表明，设计的超表面在8 GHz和18 GHz处均生成了l=+1模式的OAM涡旋电磁波，在8 GHz增益达到了16.2 dBi,在18 GHz增益达到了21.6 dBi,实现了良好的双频OAM涡旋波束特性。

  2023年06期 v.37;No.162 542-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 2556K]
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• 《测试技术学报》征稿启事

  <正>《测试技术学报》(ISSN1671-7449 CN14-1301/TP)创刊于1986年,由中北大学主办,中国兵工学会指导,是“中国兵工学会测试技术学会”会刊,刊登有关测试技术的重点科研项目、基金项目的研究成果以及兵器及民用测试的应用技术,是“中国科技核心期刊”,以及RCCSE中国核心学术期刊(A)。报导内容:声与超声测量;在线测试;测量仪器;ADC,DAC和数据采集;

  2023年06期 v.37;No.162 456页 [查看摘要][在线阅读][下载 481K]
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• 测试技术学报2023年总目次

  <正>~~

  2023年06期 v.37;No.162 549-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
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