小孔径多波束声呐测深算法改进

多波束测深声呐采用多重信号分类算法能够在较小阵列尺寸的情况下保证较高的角度分辨率。然而,由于水底回波的边缘波束信噪比较低,多重信号分类算法伪谱中较强的伪峰干扰会导致后续测深算法的深度估计结果出现错误。针对该问题,提出一种基于最大信噪比的修正峰值搜索算法。该算法假定相邻波束的水底地形具有缓变性,选取回波信噪比最大的时刻,利用多重信号分类算法进行波达方向估计以获取信号角度、时间参考值。然后,分别向左右两侧利用时间期望值对回波信号进行加权与峰值搜索,实现更精确的测深。最后,通过实测数据验证了该文提出算法的有效性,该算法在特定条件下能够将边缘波束的最大测深误差减小25.85%,平均测深误差减小8.02%。

基于FMCW毫米波雷达的舱内活体检测及干扰抑制方法

针对儿童被遗留在车内导致的事故频发问题,毫米波雷达由于隐私性好、成本低的优势成为舱内活体检测的主流选择。目前活体检测雷达把呼吸信号作为检测依据,但舱内密闭金属空间的强杂波干扰问题是主要的技术挑战。为解决此问题,提出一种时频域与幅度相位相结合的干扰抑制方法。首先,对时域信号提取的幅度和相位分别作傅里叶变换到频域;然后,将幅度频谱、相位频谱及去除帧间干扰后的时域幅度信号取模相乘生成干扰抑制图;最后,对干扰抑制图进行后处理得到活体检测结果。实测数据表明,该算法可以有效地抑制强杂波干扰,降低漏报和虚警的概率,完成舱内活体检测。

各向异性的分形地形生成方法研究

传统的分形地形生成方法得到的地形是各向同性的,为了使生成的分形地形具有各向异性特征,提出了一种新的分形地形生成方法,该方法利用组合分形布朗曲面模型,将具有不同特征的两种分形布朗曲面相融合,使得生成的地形具有各向异性特征。对组合分形布朗曲面算法进行了仿真实验,生成了最终的分形地形。对仿真结果的分析表明,生成的分形地形的特征具有各向异性特征,和实际的自然地形特征相符合,从而证明了该算法的有效性。

基于GPU的电磁计算与SAR回波仿真加速方法研究

电磁计算与SAR(Synthetic aperture Radar,合成孔径雷达)回波仿真算法在雷达系统设计、雷达算法验证与目标自动识别算法研究等方面起着重要的作用,针对传统的电磁计算与SAR回波仿真算法耗时过长的问题,本文提出了一种基于GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器)的电磁计算与SAR回波仿真全流程加速方法。首先,将传统算法中的三个核心计算部分——射线跟踪、电磁计算与SAR回波仿真进行多线程划分,然后利用GPU通用计算平台,并行处理所有线程单元,加快仿真速度。最后,实验结果表明:该方法相对于单核CPU计算的加速比达到450左右,相对于10核心CPU计算的加速比达到50左右。该方法在保证生成数据与传统算法一致的前提下,实现了良好的加速效果。

典型目标的合成孔径雷达回波生成与图像仿真

分析了典型目标的合成孔径雷达(SAR)回波与图像仿真对验证SAR成像算法的有效性、开展SAR图像解译和SAR图像自动目标识别等方面的研究具有重要作用,在现有的SAR回波信号和图像仿真方法基础上,提出了一种新的目标SAR回波信号和图像仿真方法,该方法把目标特性分析的曲面像素法和基于二维傅立叶变换(2DFFT)的SAR回波信号仿真数学模型相结合,采用曲面像素法来计算目标的散射率,用基于2DFFT的回波生成方法来计算SAR回波,实现了典型目标的合成孔径雷达回波生成和图像仿真,并给出了相应的仿真结果,证明了该方法的有效性。

典型地形SAR回波模拟与SAR图像仿真

SAR成像算法的验证需要相应的回波数据,同时SAR图像目标识别算法的检验需要大量的SAR图像,针对这一要求,提出了一种典型地形SAR回波模拟与图像仿真的方法。首先分析了分形布朗曲面及其水平集的特征。在此基础上,运用中点位移法生成了描述山脉地形的数字高程数据,提出了生成海岸地形("归零法")及河流沟壑地形("归零取反法")的新方法。引入电磁散射模型,计算了每个分辨单元的后向散射系数。给出了基于二维快速傅立叶变换的SAR回波模拟算法的推导过程及相应的仿真结果,并对结果进行了分析和讨论,证明了该方法的正确性。

数字信号处理课程结构与难点分析

本文首先分析了面向本科生课程的数字信号处理课程在内容上的基本架构,讨论了该课程的主要内容分布,分析了各个主要内容之间的相互关系。文章还讨论了如何开展教学的方法。

塔北哈拉哈塘地区剪切断裂系统构造特征及其对油气分布的控制

塔北哈拉哈塘地区发育多组北东、北西向主干断裂组成的剪切断裂系统，本文在剪切断裂地球物理识别的基础上，分析了研究区内剪切断裂系统构造特征及其对油气分布的控制。研究区内剪切断裂发育9种典型构造样式。平面上，整体为共轭剪切断裂，分支断裂延伸较短，与主干断裂呈小角度相交；单条剪切断裂带具有一定的分段性，不同部位具有不同的构造样式和平面组合。纵向上，哈拉哈塘地区剪切断裂系统具有分层变形的特征，可以划分为下、中、上3个构造层。下构造层为寒武系一奥陶系，为纯剪作用下形成的共轭剪切断裂系统；中构造层为志留系一二叠系，为受下构造层控制的张剪作用下形成的断裂；上构造层为三叠系及其以上地层，为受中下构造层控制的张剪作用下形成的雁列式分布的正断层。这种分层变形特征主要受控于区域古构造应力场的变化。哈拉哈塘地区剪切断裂系统的构造特征决定了该区油气分布具有“多层系含油、沿断裂富集”的特征。

碳酸盐岩孔洞型储集层含油气分布——以塔里木盆地为例

研究区碳酸盐岩孔洞型储集层具有明显的地震响应特点,在地震剖面上表现为"串珠状"反射,在地震属性平面图上呈星状或团块状。通过对含油气储集层岩石地球物理分析,含油气孔洞具有低伽马、低波速的特点。采用由伽马曲线重构纵波速度曲线,由原声波时差曲线利用加德纳公式计算密度,以此得到拟声波阻抗,进而由拟声波阻抗反演来识别孔洞的含油气性。这种方法能够很好地突出含油气孔洞的特点,与属性分析技术结合能够更加准确地得到含油气储集层的分布,在研究区碳酸盐岩含油气孔洞型储集层的预测中取得了一定的应用效果。

突防任务中组网雷达干扰资源分配研究

基于突防飞机的位置构建了干扰效果评估指标,综合考虑突防飞机在整个突防过程中的位置变化时的干扰效益,利用概率加权法确定最终的目标函数,采用蚁群算法求解出干扰分配决策。仿真结果表明,该文提出的干扰效果评估指标可以很好地解决干扰资源分配问题,对实际作战指挥有一定的指导意义。

基于双目立体视觉的汽车安全车距测量方法

汽车安全车距测量作为智能交通系统的一个重要分支是近年来的研究热点.本文阐述了双目立体视觉的原理,提出一种应用于高速公路上的安全车距测量方法.该方法根据目标车辆在左右摄像头所获的图像中对应的不同坐标,利用公垂线中点法计算出目标车辆到摄像头的距离.实验结果表明:该测距方法测量范围广,对远距离测量也适用;测量精度能满足智能交通中车辆安全距离测量的实际需要,是一种有效的前方车距测量方法.

基于AHP模糊综合评价法的辐射源威胁等级评估

在网络攻击掩护战机突防的网电对抗战场中,如何对目标组网雷达的威胁度进行科学的评估,是网电对抗作战指挥的重要环节。根据组网雷达辐射源威胁等级评估指标体系,结合层次分析法(AHP)和模糊综合评价法的优点,借助AHP计算指标权重的优势,将定量与定性相结合,对组网雷达威胁度进行评估,为网络攻击选择目标提供了理论依据。仿真结果验证了该算法的正确性与有效性。

基于TMS320DM642的人民币图像特征识别系统

以德州仪器公司数字多媒体处理器TMS320DM642为核心,完成了高速走钞过程中对人民币冠字号码的识别以及白水印面额数字特征的提取,实现了图像特征识别系统原型样机的研发。系统通过接触式图像传感器(CIS管)采集人民币图像,首先由FPGA完成格式转换,然后发送至DSP芯片中进行图像处理,通过图像预处理、二值化、字符切割、字符识别等算法过程,最终完成了对人民币图像特征的提取与识别。系统具有RS232串口、以太网和USB接口等多种方式与外部进行通信。

基于Wu反走样的三角形光栅化边缘反走样算法

对于光栅化的三角形,其边缘存在明显的锯齿现象,因此需要进行反走样处理。基于Wu直线反走样算法的思想,考虑了水平直线外侧直接添加插值点的算法和三角形三边外侧反走样的算法。综合两者的优点,在绘制光栅化的三角形的同时,边缘叠加Wu反走样直线,并考虑背景像素灰度值的作用。结果表明,改进的三角形光栅化的边缘反走样算法有效提高了三角形光栅化后边缘的显示效果,该算法计算量小,便于FPGA实现,可用于对图形显示质量要求很高的机载显示系统。

多波束成像声呐调理采集电路的设计

介绍了信号调理采集电路在多波束成像声呐系统中的作用,提出了一种基于可编程器件的信号调理采集电路的设计方案,实现了对180路声呐接收信号的调理和采集。在实现电路功能的基础上,设计并优化了电路拓扑结构,以减少自身噪声且抑制外来干扰。系统电路设计简洁,性能优良,且具有较强的灵活性。针对多波束成像声呐的通道幅相不一致,提出了信号采集后进行幅相校正的方案。实际测试结果表明,经调理采集和幅相校正后,系统各通道采集信号幅相一致,电路能够同时调理和采集180路水声信号,调理电路总的动态范围可达70dB。

基于FPGA机载实时视频图形处理系统的设计

给出了某机载实时视频图形处理系统的硬件电路设计方案,以XC5VFX70T FPGA作为核心处理器,实现了对DVI及PAL等多种格式视频信号的解码、实时处理以及输出。系统电路设计简洁,具有较强的灵活性和扩展性。文中介绍了系统的硬件整体架构,论证了视频编解码模块和视频缓存模块的硬件设计方案。实际测试结果表明,系统能够流畅地对1 600×1 200分辨率,60帧/s刷新率,24位真彩色的高清视频进行处理,对1帧高清视频的处理时间最长不超过3 ms,具有较高的实时性能。

基于改进风驱动优化算法的稀疏阵列旁瓣抑制方法

针对阵列稀疏通常会引起波束方向图旁瓣电平抬高的问题,本文提出了一种基于改进风驱动优化算法和凸优化的稀疏阵列旁瓣抑制方法。该方法首先针对传统的风驱动优化(Wind driven optimization,WDO)算法缺少普遍适用的参数设置方案,提出了一种结合高斯分布的改进风驱动优化算法。将半圆阵方向图的峰值旁瓣电平作为目标函数,采用改进的WDO算法作为全局优化算法来优化阵元位置,同时采用凸优化算法作为局部优化算法来高效求解有效阵元的最优加权系数,确保了阵元位置和权值的理想匹配。仿真结果表明,在稀疏阵列阵元数一定的情况下,算法可有效降低旁瓣水平,具有更好的全局寻优能力和更快的收敛速度,为稀疏阵列的旁瓣抑制提供了有效的优化设计方法。

功放非线性特性及预失真模型研究

针对功率放大器的非线性特性问题进行研究,分别根据无记忆和有记忆两种类型的功放特性曲线用最小二乘法拟合出功放模型,根据线性化原则以及输出幅度限制和功率最大化约束,建立预失真模型。以误差函数和工程可实现性为评价指标,从不同模型中分别选出无记忆和有记忆最优模型。仿真测试表明被选取的多项式预失真模型能够有效的改善功率放大器的非线性具有较好的抗噪性,对工程实践中预失真器的设计具有一定的指导意义。

成像声纳中多波束形成的FPGA工程实现

提出了一种计算方法简单、计算量小、所需存储量小的近场聚焦多波束形成的高速FPGA实现方法,用于成像声纳中高精度、高覆盖、高波束数的多波束形成。本方法基于180阵元均匀半圆阵,通过阵元等效弦的转动,仅采用6组加权系数矢量即可在90°范围内产生540个波束,使存储量降低了两个数量级,从而有效降低对硬件存储资源的要求。该系统工作在270 MHz,通过乒乓操作实现数据不间断的输入/输出,从而提高速度;通过多通道多系数复用乘法器和流水并行技术,仅采用24个乘法器完成了540个波束的实时产生,实现了8 190倍复用。

成像声呐TVG/AGC电路的设计与实现

针对多波束成像声呐系统接收机前端对小信号的放大和对抗混响能力的要求,提出了一种幅度归一化的TVG/AGC增益控制方案,设计并实现了基于该方案的增益可连续变化的TVG/AGC电路.以LTC69121为核心可编程增益控制器件,辅以AFE5801内部的VGA模块,实现0.125 dB的增益变化率.和传统的设计方法相比,该方案结构简洁,功耗更低,增益连续性更优越.实验结果表明,所设计的TVG/AGC控制电路工作稳定可靠,增益在0～40 dB范围内连续可调.