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原文传递一种高频Lamb波传播特性补偿方法

专利名称：	一种高频Lamb波传播特性补偿方法
摘要：	本发明提供了一种高频Lamb波传播特性补偿方法，该方法包括下列步骤：(1)获取待补偿高频Lamb波模式的波数曲线；(2)获取待补偿高频Lamb波模式的幅频响应曲线；(3)确定高频Lamb波信号的频域插值映射序列；(4)确定高频Lamb波信号的幅频响应补偿因子；(5)求取原始高频Lamb波脉冲响应；(6)计算传播特性得到补偿的高频Lamb波脉冲响应；(7)求取传播特性得到补偿的高频Lamb波信号。本发明在对高频Lamb波信号进行频散补偿的基础上，通过幅频响应的归一化处理，消除高频Lamb波幅频响应的影响，从而实现高频Lamb波频散和幅频响应这两种传播特性的同时补偿，避免了高频Lamb波信号波包因频散和幅频响应共同导致的扩展和变形，效地提高了高频Lamb波信号的分辨率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	蔡建;周智权;邢博邯;汪懿;张杨
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910687787.6
公开号：	CN110441391A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	许方
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	210016江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种高频Lamb波传播特性补偿方法，其特征在于，包括下列步骤： (1)通过理论计算或直接测量得到板结构中待补偿高频Lamb波模式的波数曲线K0(ω)，其中ω为角频率； (2)测量得到板结构中待补偿高频Lamb波模式的幅频响应曲线A0(ω)； (3)根据测量得到的波数曲线K0(ω)确定高频Lamb波信号的频域插值映射序列Ω1(ω)； (4)根据测量得到的幅频响应曲线A0(ω)确定高频Lamb波信号的幅频响应补偿因子Q(ω)； (5)利用板结构中布置的激励器和传感器，并通过脉冲或阶跃激励获取高频Lamb波脉冲响应h0(t)； (6)利用频域插值映射序列Ω1(ω)和幅频响应补偿因子Q(ω)对h0(t)在频域内进行处理，计算传播特性得到补偿的高频Lamb波脉冲响应h1(t)； (7)根据窄带激励信号va(t)和传播特性得到补偿的高频Lamb波脉冲响应h1(t)，求取传播特性得到补偿的高频Lamb波信号。 2.根据权利要求1所述的一种高频Lamb波传播特性补偿方法，其特征在于，步骤(2)中，测量得到板结构中待补偿高频Lamb波模式的幅频响应曲线A0(ω)，包括以下步骤： (2.1)利用结构中布置的激励器和传感器，获取不同中心频率窄带激励信号下的Lamb波传感信号； (2.2)提取各Lamb波传感信号中待处理模式的直达波幅值； (2.3)对所提取出的直达波幅值进行归一化，得到待补偿高频Lamb波模式的幅频响应曲线A0(ω)。 3.根据权利要求1或2所述的一种高频Lamb波传播特性补偿方法，其特征在于，步骤(3)中，确定高频Lamb波信号的频域插值映射序列，方法如下： (3.1)把K0(ω)在窄带激励信号的中心频率ωc处进行局部线性化，得到线性化的波数曲线K1(ω)＝K0(ωc)+1/cg·(ω-ωc)，其中，K1(ω)为线性化的波数曲线，cg为补偿后信号传播的群速度； (3.2)根据线性化前后的波数曲线，把频域插值映射序列计算为其中，Ω1(ω)为计算出的频域插值映射序列，为K0(ω)的逆函数。 4.根据权利要求3所述的一种高频Lamb波传播特性补偿方法，其特征在于，步骤(4)中，确定高频Lamb波信号的幅频响应补偿因子，包括以下步骤： (4.1)首先根据待补偿高频Lamb波信号的频率范围，确定幅频响应补偿的频率范围[ω1ω2]，其中，ω1和ω2分别为信号幅频响应补偿的最低角频率和最高角频率； (4.2)根据幅频响应曲线A0(ω)，将幅频响应补偿因子Q(ω)计算为： 5.根据权利要求4所述的一种高频Lamb波传播特性补偿方法，其特征在于，步骤(6)中，计算传播特性得到补偿的高频Lamb波脉冲响应，方法如下： (6.1)对h0(t)进行傅里叶变换得到高频Lamb波的传递函数H0(ω)； (6.2)按照Ω1(ω)对H0(ω)进行频域非线性插值处理得到频散补偿的高频Lamb波传递函数H0[Ω1(ω)]； (6.2)按照插值映射序列Ω1(ω)对Q(ω)进行频域非线性插值处理得到插值处理后的幅频响应补偿因子Q[Ω1(ω)]； (6.3)将H0[Ω1(ω)]乘以插值处理后的幅频响应补偿因子Q[Ω1(ω)]得到H1(ω)＝H0[Ω1(ω)]·Q[Ω1(ω)]，其中H1(ω)为频散和幅频响应均得到补偿的高频Lamb波传递函数； (6.4)对H1(ω)进行逆傅里叶变换，得到传播特性被补偿的高频Lamb波脉冲响应信号h1(t)。 6.根据权利要求5所述的一种高频Lamb波传播特性补偿方法，其特征在于，(7)求取传播特性得到补偿的高频Lamb波信号，方法如下：将窄带激励信号va(t)与h1(t)进行卷积运算便能得到传播特性补偿后的高频Lamb波信号v1(t)＝va(t)*h1(t)。
所属类别：	发明专利