相対論的電子ビームの非接触型プロファイルモニタの開発

相对论电子束非接触式轮廓监测仪的研制

基本信息

批准号：
09750466
负责人：
富岡智
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度の研究成果を、信号取得に関するハードウェアと、信号処理に関する分散処理を行う逆問題解析ソフトウェアに分けて、以下に記す。・信号取得系(ハードウェア)昨年度評価を行ったスロットアンテナの他、今年度は、開放型共振器の試作・評価を線形加速器を用いて行った。開放型共振器の特徴として、鏡面間隔を実験をしながら変更することができ、複数の周波数を選択的に検出すること挙げられる。実験結果から昨年度行った解析と定性的に一致することが確認でき、さらに、その出力は十分であることが分かった。ただし、装置がスロットアンテナに比べて、若干大規模になるため、現在のところ、スロットアンテナとバンドパスフィルタを組み合わせた体系の方が有望である。また、バンドパスフィルタとの組合せにより、複数の周波数成分の位相差の検出の可能性を見出した。このことは、開放型共振器が断面内分布のみならず、軸方向分布のプロファイルモニターへの応用の可能性を示している。・信号処理系(ソフトウェア)昨年度、完成させた遺伝的アルゴリズムに加え、新たにカルマンフィルタ、疑似データ生成系を新たに作成し、総合評価を行った。カルマンフィルタによる測定誤差の軽減により、遺伝的アルゴリズムの推定の効率を高めることが確認できた。一方、ほぼ正しい推定はできているが稀に特異な解に収束する場合があらわれた。本システムは、推定すべきパラメータ数が測定データ数より多いため、評価関数により最適なものを選んでいるが、その評価関数の選び方にさらなる工夫が必要であることを示している。残念ながら、これについては今後の検討課題である。また、遺伝的アルゴリズムのさらに内側では、境界要素法を用いているが、この境界要素法の高精度化、開放領域問題への新たなアプローチを開発し、その成果を公表した。

今年的研究成果分为与信号采集相关的硬件和进行与信号处理相关的分布式处理的反问题分析软件，分述如下。・信号采集系统（硬件）除了去年评估的缝隙天线之外，今年我们还制作了使用线性加速器的开放式谐振器的原型并进行了评估。开放式谐振器的特性包括通过实验改变反射镜间距的能力以及选择性检测多个频率的能力。经证实，实验结果与去年的分析在质量上是一致的，而且产量是充足的。然而，由于器件的规模比缝隙天线稍大，因此缝隙天线和带通滤波器相结合的系统目前更有前景。我们还发现了通过与带通滤波器相结合来检测多个频率分量之间的相位差的可能性。这表明开式谐振器不仅可以应用于横截面分布，还可以应用于轴向分布的轮廓监测。・信号处理系统（软件）除了去年完成的遗传算法之外，我们还创建了新的卡尔曼滤波器和伪数据生成系统，并进行了综合评估。证实通过使用卡尔曼滤波器减少测量误差，提高了遗传算法的估计效率。另一方面，虽然估计几乎是正确的，但在极少数情况下解会收敛到唯一解。在该系统中，待估计的参数数量大于测量数据的数量，因此通过评价函数选择最优参数，但这表明如何选择评价函数还需要进一步的巧妙。不幸的是，这是未来研究的主题。此外，在遗传算法内部，使用了边界元方法，我们提高了这种边界元方法的精度，开发了一种解决开放域问题的新方法，并发布了结果。