任意路径航行的水下航行器回波特征研究

本文阐述基于频域间接法的板块元基本原理,建立水下航行器三维网格模型,提出以任意路径运动的水下航行器回波特征预报方法。通过开展1:20缩比的Benchmark潜艇回波特性水下声散射试验,验证了上述预报方法的准确性。研究表明,预报方法能够预测水下航行器以任意路径航行的回波特征,对水下运动目标的探测与识别有一定意义。

自适应回声消除的初期迭代统计学模型及改进算法

为减少滤波器长度,提出自适应滤波算法初期迭代统计学模型及改进的回声消除算法。提出的统计学模型分析了自适应算法迭代初期滤波器各系数的均值和方差。基于该模型提出的改进算法,先检测回声路径峰值,进而确定回声路径延时,然后以延时为中心,用一个短的滤波器辨识原回声路径活跃系数部分。用实际回声路径进行仿真,理论和实验结果均表明,新算法在迭代的前75～100步已可准确检测回声路径峰值并确定延时;而减少滤波器长度,可大幅提高自适应算法收敛速度并降低算法计算复杂度。

IP会议电话回声消除器的设计及仿真

目前最小均方(LMS)自适应算法已经成为IP电话回声消除器采用的主要算法。但在一些特别的场合,在IP会议电话中,用于回波抵消的自适应滤波器的阶数非常高,要实时实现自适应回波抵消是非常困难的。介绍了一种归一化快速块最小均方算法(NFBLMS),相比LMS算法,它不仅可以有效减小运算复杂度,同时也能改善收敛速度。最后在MATLAB中生成符合G.168要求的带限复合信号源作为远端参考信号。并运用MATLAB对算法进行仿真,仿真结果表明NFBLMS算法的各项性能指标要优于LMS算法,从而适用于IP会议电话的要求。

基于信号包络和互相关的双端通话检测算法研究

声学回声消除(AEC)系统依赖于自适应滤波器的回声路径估计,当麦克风接收的信号存在回声和近端信号时,可能出现模拟回声路径的自适应滤波器发散,导致回声消除性能下降,严重时影响双端通话质量。一个成熟的声学回声消除器应该包含有双端通话检测算法,针对该问题,提出一种准确度高、性能稳定的基于信号包络检测(Env)和归一化互相关(NCC)估计相结合的双端通话检测(DTD)算法。该算法先使用远端信号与麦克风信号的能量包络来判断双端通话是否发生,当包络检测不能准确地判断双端通话时,再使用远端信号与麦克风信号的互相关估计对双端通话进行最终判断,保证双端通话检测的准确性。仿真实验表明,提出的算法可以准确判断双端通话的开始与结束,并且受回声路径变化的影响较小,提升了AEC系统的性能。

大地背景下风电机雷达回波信号的仿真与分析

基于通用的风电机点散射回波模型,建立了考虑倾角的无限大良导体大地模型,并根据多径效应,明确了雷达、风电机及大地之间的4种电磁波传播路径,从而利用镜像原理,推导了大地背景下风电机回波的求解公式。采用短时傅里叶变换的数学方法,获取了大地背景下风电机回波的时频图,结果表明,大地对雷达电磁波的散射作用将会导致风电机回波的组成更为复杂,多普勒闪烁也相应增加,而地面的倾斜还会导致回波的最大多普勒频率发生改变,因此建议风电机回波的后续研究必须考虑大地的影响。

新型的视频自适应均衡芯片设计

设计了一款新型的视频自适应均衡芯片.采用自适应算法与内置576抽头数字滤波器完成重影消除的所有功能.芯片高度集成,内嵌DSP控制器、存储器、同步检测器、D/A、A/D及用户编程.该芯片采用3·3V电源电压、0·35μmCMOS工艺生产制造;在典型工作频率下最大功耗为1·3W,80-pin的QFP封装,封装前裸芯片(包括PAD在内)的尺寸为14mm×20mm.

基于回声状态网络的进化机器人路径规划方法

在移动机器人路径规划问题的研究中,针对进化机器人在不同环境下需要重新进化与学习的问题,为了使进化机器人准确定位,提出了一种基于(μ+λ)-ES进化策略的回声状态网络路径规划算法,利用回声状态网络构建移动机器人传感器输入和执行器输出之间的映射关系,利用(μ+λ)-ES进化策略对回声状态网络进行无监督学习,机器人利用进化获得的神经网络控制器进行路径规划。仿真结果表明,根据回声状态网络的路径规划方法对于机器人动态未知环境具有较好的实时性和适应性,达到准确定位目标。

基于声回波抵消两路算法的改进更新逻辑

声回波抵消两路算法被广泛用来检测系统双向通话;基于声回波抵消两路算法,提出了一种改进的控制更新逻辑。此更新逻辑通过比较滤波器的回波返回损失(ERLE),判断是否对滤波器进行更新。此改进更新逻辑能正确检测系统双向通话,避免滤波器的错误更新,并提高两路算法的收敛速度,减小存储器资源和计算量。仿真结果证实了此更新逻辑的有效性。

基于星载辐射源的被动SAR频率同步:误差分析与同步方法

基于星载辐射源的被动SAR的收、发系统采用各自独立的频率源,因此,其收、发系统本振信号存在着频率同步误差。在接收端解调过程中,该频率同步误差会引入一定的相位误差,进而影响下一步的成像处理。本文针对基于星载辐射源、采用地面固定接收机的被动SAR系统,分析了不同类型的频率同步误差对其方位向相位的影响,提出了一种利用直达波信号提取相位误差的频率同步方法。在利用直达波信号提取相位误差时,零多普勒时间的精确估计是关键问题。文章改进了零多普勒时间的估计方法,提高了其估计精度,从而较好地实现了频率同步。最后仿真分析了研究结论的有效性。

机载雷达时差测高技术与抗欺骗干扰能力分析

在分析机载雷达欺骗干扰及其抑制方法的基础上，解析了机载雷达利用多径回波时差进行测高的原理，给出了其测高精度的数学表达式，并讨论了时差测高技术的应用条件，最后，指出了时差测高技术对抑制欺骗干扰的潜在作用．

基于附加信号回波抵消的FPGA实现

针对基于附加信号回波抵消在硬件设计中出现的迭代误差累积导致信道估计不准确和耗费大量FPGA资源的问题,对算法进行了改进。从主径开始估计回波信道的方法,提高了信道估计精度和减少了FPGA资源消耗。然后,在FPGA平台上用硬件语言Verilog HDL对此回波抵消系统加以实现。仿真结果表明此设计在回波抵消方面具有良好的效果。

无源雷达系统中动目标检测方法研究

针对无源雷达系统中,直达波及多径信号严重影响雷达对运动目标的探测性能这一问题;根据回波通道中的接收数据的能量大小关系,提出了一种基于自适应次分量提取的回波信号提取算法,该算法根据接收数据中的回波信号能量小且有频移的特点对回波信号进行提取;仿真结果表明:该算法可以在强直达波和多径信号干扰中对回波信号进行有效的提取,相似系数达到0.98,检测性能好,精度高,且操作简单易行。

不同回声路径下自适应算法的仿真研究

在电话回声识别优化问题的研究中,针对回声路径的稀疏性改变时导致回声消除算法的收敛性能变差的缺点,提出一种不增加算法复杂度并且能自适应回声路径改变的改进算法。首先从理论上介绍并分析两种自适应滤波器算法NLMS(稳态误差小)和PNLMS(初始收敛速度快),接着融合这两种算法的优点提出一种改进算法(SIPNLMS)。通过在三种不同稀疏回声路径下进行仿真,结果表明SIPNLMS算法的收敛速度和稳态误差优于NLMS和PNLMS算法,适用于移动中对讲系统的回声消除。

双站SAR时频同步技术

基于星载SAR照射源的双站SAR系统,由于收、发系统分置,时间同步和频率同步误差会对成像结果造成影响,甚至不能成像,因此,时频同步问题是这类系统需要解决的关键问题之一。本文首先以基于星载辐射源、接收机固定在地面的双站SAR系统为例,详细分析了时频同步误差的模型,随后提出了一种利用直达波信号脉压峰值位置和相位信息提取时频同步误差,实现系统时频同步的方法,并对该方法的估计精度进行了分析。最后,通过仿真,对时频同步方法及其性能进行了验证。根据仿真结果分析,该方法取得了较好的性能,可以有效的应用于上述双站SAR系统。

天山北侧成灾雹云移动路径及预警指标的研究

利用2005-2014年5~8月天山北侧气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,克拉玛依探空站08∶00探空资料和克拉玛依、奎屯、石河子、五家渠四部雷达探测资料及其基数据反演产品,对冰雹的年分布、月分布及日变化特征进行了分析,归纳出成灾雹云的雷达回波特征及移动路径,依据百分位数方法确定了成灾雹云的预报及雷达特征预警指标,并利用2015-2016年降雹及相应的雷达探测资料对预报预警指标进行了检验分析。

天山南侧喀什地区冰雹潜势预报及预警指标的研究

利用2008—2017年5~8月天山南侧喀什地区气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,喀什探空站08时、20时探空资料,喀什雷达探测资料及其基数据反演产品,对冰雹的年分布、月分布及日变化特征进行了分析,归纳出冰雹云的雷达回波特征及移动路径,依据百分位数方法确定了以0℃层高度、-20℃层高度、冻结层厚度、全总指数、杰弗逊指数、K指数、沙氏指数为代表的冰雹预报指标,以及以回波顶高及其与当日0℃层高度差、40~50 d BZ回波高度及其与当日0℃层高度差、组合反射率、垂直积分液态水含量为代表的雷达特征预警指标。

斜程大气湍流中激光回波的闪烁指数

根据光波斜程传输理论以及随高度变化的ITU-R大气折射率结构常数模型,考虑内尺度及从发射机到目标和从目标到接收机双斜程路径影响的条件下,应用修正Hill湍流折射率起伏功率谱,对反射器目标激光回波闪烁指数进行了研究。推导了回波闪烁指数随菲涅耳率的变化关系,数值分析了不同内尺度、传输距离、激光波长以及目标高度对回波闪烁指数的影响。结果表明:内尺度和目标高度对回波闪烁指数的影响要远大于波长和传输距离的影响。

卢氏县冰雹天气特征分析

对卢氏地区冰雹出现的时间、发生源地、移动路径以及地理分布进行了统计，并分析了冰雹天气过程的雷达回波特征，结果表明：卢氏冰雹多出现在3—10月的午后和傍晚，北部多于南部，西部多于东部，山区多于川谷，背风坡多于迎风坡。冰雹一般形成于高低空急流交汇处。可以利用回波强度Z≥35dBz、回波面积S0≥100km^2、回波顶高H0≥8km、强回波高度Hm≥6km及回波形状为指状、沟状、“V”形缺口、涡旋、前悬回波等5个指标来综合判别冰雹的出现。当同时满足Z≥35dBz、H0≥8km、Hm≥6km或Z≥45dBz时，降雹的概率可达到80％以上，应立即实施防雹作业。

共光路百赫兹激光测月系统主回波重叠的研究

高重频激光测月技术是月球激光测距的一个重要发展趋势,对获得更多的激光测月数据具有重要意义。在之前的10 Hz测月频率基础上,中国科学院云南天文台开发了共光路百赫兹激光测月系统。然而在共光路系统中,存在发射激光光子的主波时刻与接收激光光子的回波时刻相重叠的现象,影响了对回波光子的探测。文中从信号时序角度对主回波重叠现象进行了分析,研究了光子飞行时间与重叠现象间的关联性。利用某天的月面反射器的轨道预报对系统的重叠发生比率进行了模拟,得出了当天观测时段内整体的重叠发生率约为8%。同时开展了基于每个发射时刻的分段模拟,结果与前者吻合。对微调转镜转速以避开主回波重叠的方法进行了分析,开展了对应的转镜转速调整试验,结果表明当重叠发生时,对转速进行适量调整可以避开主回波重叠。

航迹预处理中相关波门研究

研究三维搜索雷达系统中对回波数据进行预处理方法,提出了相关波门的形状和尺寸,给出相关波门尺寸的自适应调节方法,采用相关区算法对重复检测的回波数据进行处理,将使提取的目标信息更精确,从而形成稳定的航迹。