主瓣约束自适应旁瓣抵消器的实验研究

空间预滤波加无约束自适应噪声抵消器构成了一种主瓣约束的自适应旁瓣抵消器。这种自适应旁瓣抵消器由于实现了保持主瓣方向以及主瓣形状的导数约束，具有较好的主瓣保持性能，且结构简单，便于工程实现。本文在原有理论研究的基础上，着重从实验方面研究这种自适应旁瓣抵消器的主瓣保持和旁瓣抵消性能。设计并构造了一个实验系统，该系统利用一种新的空间预滤波结构，使其更宜于工程实现。进行了水池和海上试验，详细考察了输入信噪比、信号干扰比、信号与干扰带宽和自适应步长因子等参数对系统性能的影响。取得的结果证实了理论分析的正确性。

基于平稳小波变换及奇异值分解的湖底回波分类

提出一种水下目标回波的特征提取方法。该方法根据平稳小波变换的冗余性和奇异值的稳健性,将湖底回波信号的平稳小波变换系数矩阵的奇异值作为特征向量。它本质上是利用平稳小波变换将信号分解到多个子空间,再采用K-L变换实现对子信号的特征压缩。实测数据分析表明,本文方法与子带能量特征法相比: (1)在相同的样本集和类内距条件下,得到的类间距大于后者, (2)不论所选测试样本和训练样本是否属于同次湖试所得,分类正确识别率均高于后者, (3)随样本集的变动,其正确识别率抖动程度远小于后者。因此,该方法能得到更加稳健、有效的特征以及更好的分类效果。

基于自适应子空间估计的DOA跟踪算法

运用特征子空间类高分辨方法的关键在于信号或噪声子空间的估计。实际上有些信号的统计特性通常随 时间变化,为了得到参数的实时估计值,需要随时根据新的阵列接收数据对信号或噪声子空间进行更新。文中分 析了一种自适应子空间估计算法,即MALASE(MAximumLikelihoodAdaptiveSubspaceEstimation)算法。然后,把 MALASE算法与最小范数(Mini Norm)高分辨方位计算法相结合,并应用零点跟踪技术,提出了一种自适应Mini Norm算法,可用于对时变的信号波达方向(DOA)进行跟踪估计。仿真结果验证了该算法具有较好的跟踪性能。

多分量多项式相位信号的参量估计

本文首先分析了现有的基于PHAF估计mc PPS相位参量方法的局限性 .提出了先由对应于不同时间延迟参数的高阶模糊度函数估计出一组相位系数估值 ,然后采取表决方法从该组估值中提取出最终相位系数估值的参量估计方法 .该方法既回避了信号检测中的阈值选取问题 ,又提高了检测可靠性及参量估计精度 .

通用一体化仿真平台软件的设计与实现

主要介绍了一个通用一体化仿真平台的概念模型和设计与实现技术方法。所开发的仿真平台既能对不同的工程和社会应用问题实现建模、仿真、分析和可视化,又能对一般工控过程系统进行实时仿真和监控,并且能支持其它仿真系统或与之进行数据交换和资源共享。 该仿真软件平台已成功地在一些实际工控系统的过程仿真与优化控制、辅助决策分析和教学仿真实验等方面得到应用,获得了较好的经济和社会效益。

时频分析技术及研究现状

对不同的时频分析技术作了简要介绍，并对其优缺点、彼此间的相互关系进行了 较为详细的论述。同时，对时频分析技术所面临的问题及发展方向谈了一点个人看法。

宽带波束域高分辨方位估计中波束形成矩阵的选择

波束形成矩阵的计算是波束域高分辨方位估计的关键技术。本文针对宽带源方位估计问题，基于恒定束宽波束形成的概念，将窄带波束域高分辨的有关结论引入宽带中，并从数学上证明了波束数目越少，分辨门限越低，仿真实验验证了文中的结论，表明宽带波束域处理有很好的估计和分辨性能。

基于相位匹配原理的稳健方位估计

文中介绍了一种新的信号方位估计原理--相位匹配原理(PMT),该原理计算简单、且不受噪声相关特性的影响。论文提出了一个新的基于矩阵范数的判别准则,该准则极大地改进了方位的估计精度和方差,并保持了算法计算简单的特点。仿真结果表明改进后的准则在高信噪比下接近MUSIC的估计性能,在低信噪比下却超过MUSIC估计,而且其估计性能不受未知相关噪声的影响。

有效线导纳的仿真研究

利用有效导纳复功率流法研究了无限平板线激励下的功率传递规律,得出了线激励下的有效线导纳的理论公式,并对有效线导纳的功率传递特性进行了仿真研究。比较了有效线导纳理论公式和数值估计公式的计算结果,得到了数值估计公式的适用范围。然后研究了梁线激励作用下的功率传递特,并且对平板和梁上的功率传递规律进行了比较,结果为平板线激励的相对传递功率要略大于梁的相对传递功率。表明有效线导纳的理论公式在研究结构的功率传递上的灵活性和适用性。

高速信号处理系统的体系结构研究

依据信号处理任务的特点，结合流水线处理和并行处理，采用模块化设计方法，设计实现了一个由１个８０８６微处理器和１３个高速数字信号处理器ＴＭＳ３２０Ｃ２５构成的多处理器系统。该系统采用双端口ＳＲＡＭ、ＦＩＦＯ进行互连网络的设计，系统的峰值运算能力为每秒２．６亿次以上的整数操作。该系统能够实时实现信号的空间处理和时间处理等，并作为小型声纳系统的信号处理机已经得到应用，并取得良好的结果。

利用遗传算法的垂直命中导引律研究

导引问题是鱼雷实现精确制导 ,完成对目标有效攻击的关键。本文主要研究了将遗传算法用于鱼雷垂直命中导引问题。首先研究了遗传算法用于鱼雷导引的可行性和优势 ,在研究了遗传算法特性的基础上 ,提出了一种基于遗传算法的逐次变提前角自导导引算法 ,并且进行了相应的仿真试验研究。仿真结果表明 ,本文提出的基于遗传算法的垂直命中导引律具有响应速度快、鲁棒性强的优点 ,很好地解决了鱼雷导引过程中导引律的收敛性问题 。

基于纯方位角测量的水下目标跟踪

在笛卡尔卡尔曼滤波器的基础上，提出了改进极坐标扩展卡尔曼滤波器，并且研究了应用于纯方位角测量的目标跟踪算法，对提出的算法进行了相应的仿真实验。仿真结果表明，改进极坐标扩展卡尔曼滤波器非常适合于目标的跟踪研究，具有很高的工程应用价值。

基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法

研究了基于 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的宽带回波到达时刻的估计方法。通过回波信号与参考信号Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的时频相关，完成对回波到达时刻的估计。在此基础上，本文提出了瞬时频域相关和ＸＷＶＤ峰值估计两种改进方法。通过仿真研究，发现这两种改进估计方法在低信噪比（０ｄＢ）下具有很好的估计性能，估计均方误差可以达到克拉美－罗界，并且运算量也大大降低，有利于工程实时应用。最后，本文讨论了线性调频信号时宽和带宽对估计性能的影响。

具有阻抗匹配层的宽带纵向振动压电换能器设计

本文研究纵向振动压电换能器的频带展宽问题．在复合棒纵向换能器的辐射端加上适当材料的阻抗匹配层，可以使其工作在非单谐振状态下．在单层阻抗匹配层的情况下，合理地选择匹配层的厚度可以调整其谐振点之间的位置，从而改善换能器的辐射特性．本研究结果表明，对于机械品质因素 Ｑｍ＝６，发射响应带宽△ｆ＝４ｋＨＺ的纵向振子，采用四分之一波长厚度的匹配层，在不降低发射响应的条件下，可展宽频带一倍以上。

基于正交小波包的水下宽带回波特征提取与识别

水下目标的自动识别是水声设备智能化的关键技术之一。在对目标回波进行正交小波包分析的基础上 ,提取信号在各分解子空间的能量以构成回波的特征空间。给出了两种衡量各特征识别能力的准则 ,而且基于这两种准则解决了小波包分析中的频率重叠问题 ,用它们对莱蒙湖 (又名日内瓦湖 ,Geneva Lake)湖底 4类沉积物的反射回波进行了特征提取和分类 ,比较了两种准则所提取特征的分类结果 。

自适应FIR高精度时延估计研究

从最小二乘原理出发,结合参量模型时延估计方法,提出了一种使得时延引起的输入信号与参考信号之间实现最小二乘的自适应FIR高精度时延估计方法。与广义互相关法、相位谱法和自适应最小均方(leastmean square,LMS)时延估计方法相比,该方法具有算法简单、运算量小、精度高、收敛快的优点。计算机仿真实验和消声水池试验结果均验证了该算法的有效性。

水下体目标回波空间方位特性仿真研究

分析并给出了水下尺度目标回波的亮点结构模型和稳态反射亮点与随机散射亮点数字时间序列生成方法。提出了一种利用布放在消声水池中的弧形阵同步发射经时变投影矩阵加权变换的多亮点声波时间序列来仿真水下体目标回波特性的方法。将该方法应用于实现自导仿真试验系统,仿真试验结果表明该方法能够较好地模拟目标空间尺度,除了能够模拟普通靶标的多亮点延迟重发,还具备模拟包括平滑连续、阶跳及其组合等在内的复杂目标空间方位变化的能力,并能够用于水下航行体制导系统的半实物仿真。

一端周向激励的圆柱壳声辐射特性研究

针对一端受周向均布激励的圆柱壳建立了新的理论模型,结合线激励下平板的有效传递导纳理论对圆柱壳表面的振动响应及声辐射功率进行仿真计算和分析,结果表明一端受均布激励作用的圆柱壳表面的声辐射功率在中低频段随频率的增大而增加,在临界频率处出现较大的波动,在环频处达到最大值,之后仍有较小波动并略有下降。实验测量结果证明了理论模型的有效性。

空间重采样法恒定束宽波束形成器设计

本文视均匀线列阵为连续线阵的均匀离散采样，将宽带方位估计中的空间重采样思想用到恒定束宽波束形成器设计中，并从滤波器设计的观点出发，将阵元权系数等效为空间滤波器的脉冲响应，提出用恢复公式计算不同频率所对应的阵元权系数，从而利用频域波束形成的方法完成恒定束宽波束形成器设计。

未知相关噪声环境下宽带源波达方向估计的快速算法

提出一种未知相关噪声环境下带源波达方向估计的快速算法。该算法只对信号子空间进行变换,直接由传播算子构造聚焦矩阵,得到一种快速TCT聚焦矩阵。利用阵列相关矩阵的酉相似变换特性估计噪声相关矩阵,提高了未知相关噪声情况下宽带DOA估计的性能。该算法由线性运算求解聚焦矩阵和噪声相关矩阵,无需特征分解,运算量低,而且适用于未知相关噪声情况,具有重要的工程实用价值。