一种基于非均匀线性麦克风阵列的窄带声源定向方法及系统

提出了一种基于窄带信号相位时延估计的信号定位方法,通过非均匀线性阵列的布放,解决增大阵元孔径带来的相位卷绕问题,提高定位精度。提出了非均匀线性布阵方式情况下,修正卷绕量计算延时量的估计算法,并给出了非均匀阵列间距需要满足的条件。此方法提高了定位可用基阵孔径,与一般均匀间隔线性阵列相比,大大减少了同孔径下所需的阵元个数,从而降低了对后续信号处理设备的需求。构建了定位系统并进行实际测试。实验表明,所提方法有效地提高了在开放空间中对窄带声源的定位精度。

基于等离子体增强上转换发光的窄带1550 nm光探测

近红外光(NIR)探测技术在军事、通信和工业应用中发挥着重要的作用,巨大的市场需求带动了NIR光电探测器(PDs)研究的快速发展。具有双光子或多光子泵浦特性的稀土掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs)可以将NIR光子转换为可见光子或紫外光子,并被禁带宽度更宽的半导体吸收,进而制备出性能优异的上转换PDs。然而,NIR窄带上转换PDs的实现仍然面临一些困难,例如稀土离子荧光量子效率低、需要高泵浦阈值才能实现可探测的上转换发光。在此,我们利用NaYF4∶4%Er UCNPs与钙钛矿半导体层相结合,实现了1550 nm的窄带上转换PDs。通过使用具有局域表面等离子体共振效应的银纳米棒层(Ag NRs)增强了UCNPs的上转换发光,从而降低了上转换PDs的泵浦阈值。基于Ag NRs/NaYF4∶4%Er UCNPs/MAPbI3复合结构的PDs的最佳响应度(R)和探测率(D*)分别约为48.5 mA/W和5.7×10^(8) Jones。与纯UNCP/MAPbI3 PDs相比,R和D*均提高了一个数量级。我们成功地构建了一种简单的策略来制造出稳定的近红外窄带PDs。

一种改进的ACM算法及其在鄱阳湖水域监测中的应用

Sentinel-1合成孔径雷达(SAR)卫星具有测绘带宽、重访周期短、分辨率高等优点,为长时间的水域监测提供数据基础。2016年长江中下游地区洪涝灾害严重,鄱阳湖是长江干流的重要调蓄性湖泊之一,基于SAR图像的鄱阳湖水域提取及其变化检测具有重要意义。然而受相干斑噪声的影响,尤其是在鄱阳湖分布较广、地物背景较复杂、弱边缘和模糊边缘较多的情况下,传统的水域分割方法边缘保持性较差、提取精度较低。针对上述问题,该文提出一种基于局部窄带的ACM边缘提取算法,并将其应用于Sentinel-1A获取的鄱阳湖水域时序观测图像中。该算法首先采用两级Otsu方法获取初始轮廓,随后在初始轮廓附近建立局部窄带,最后在窄带内采用基于区域的ACM方法进行轮廓线演化来解决弱边缘或模糊边缘问题。实验结果表明该方法在边缘保持和分割精度上具有明显优势,并且降低了计算时间。

基于最大熵PDF估计的DSSS系统抗窄带干扰技术

为了抑制直接序列扩频(DSSS)系统中的强窄带干扰,提出了一种新的基于最大熵概率密度函数(PDF)估计的局部最优检测器(LOD)。运用最大熵PDF估计来解析地表达LOD中观测噪声的PDF,并采用一种基于最小二乘法参数初始值设定的非线性Gauss-Newton算法来准确估计最大熵PDF中的拉格朗日系数。所采用的干扰抑制技术减少了LOD中观测噪声PDF估计不准确引入的误差,同时不需要任何训练数据和信号幅值信息。仿真结果表明:基于最大熵PDF估计的LOD干扰抑制技术能够强有力地抑制窄带干扰,复现直扩信号的三角相关特性。当输入干噪比为20dB时,经过此干扰抑制器后接收信号的干噪比改善量相对于线性自适应FIR滤波器和非线性自适应ACM滤波器分别有30 dB和26 dB的改善,同时信噪比损失量分别有3.1 dB和1.6 dB的改善,并且输入干噪比越大,干噪比改善量就越大。

一种低轨双星窄带信号定位方法

针对低轨双星系统对窄带辐射源无源定位的应用场景,基于双星观测到的辐射源到达频率差,提出了一种多次频差测量联合估计辐射源位置的方法。详细描述了算法原理、算法处理步骤,并通过计算机仿真分析了信号频率、频差测量误差、观测时长等因素对定位精度的影响。仿真分析表明,在观测时间大于20 s、频差测量精度0.1 Hz时,该方法定位精度优于1.5 km,具有较强的工程应用价值。

基于级联随机共振的窄带信号宽带化接收

为提高传统窄带接收机的解调增益,提出了基于级联随机共振的窄带信号宽带化接收方法。该方法一方面对接收信号进行随机共振运算,将信号中的噪声转化为信号能量;另一方面通过级联方式将接收信号转化为方波信号,并利用其先验信息构造本地序列进行宽带化相关运算,最终提高了信号处理增益。理论分析与仿真结果表明,该方法相比于传统的处理方式,其信噪比增益提高大于3 d B,并且对于接收信噪比为-7~1 d B的QPSK信号,其增益提高约为20 d B。

存在强窄带干扰时基于IEEE 802.15.6协议的IR-UWB系统TOA估计

脉冲超宽带(IR-UWB)技术具有发射功率低、抗多径干扰能力强、穿透力强等特点,由于其良好的时间分辨率,非常适合应用于室内定位。针对传统能量检测算法在强窄带干扰存在时到达时间(TOA)估计精度不高的问题,采用了一种结合平方律器件和带通滤波器的非线性处理技术来消除窄带干扰对TOA估计的影响,之后根据IEEE802.15.6协议分析处理后信号并进行二次估计得到TOA估计结果。仿真结果表明,强窄带干扰存在时,采用了非线性处理技术的能量检测方法比传统的能量检测方法具有更高的TOA估计精度。

基于局部同步拟合和窄带解调的行星传动齿根裂纹故障检测

为实现较少旋转圈数工况下的行星传动齿轮故障检测,本文提出一种基于局部同步拟合和窄带解调的行星传动齿根裂纹故障检测方法。该方法首先对行星齿轮箱振动信号进行角域重采样,再采用局部同步拟合方法估计出确定性分量;随后,由研究中提出的啮合谐波能量比最大准则自动选择包含齿轮故障信息最丰富的滤波阶次频带,并进行窄带解调;最后,通过幅值解调和相位解调揭示齿轮故障特征。实验和对比结果表明:该方法可以有效检测出齿根裂纹引起的周期性幅值和相位突变,且所需数据量较传统的加窗同步平均方法更少,在少转数工况下的齿根裂纹故障检测具有一定的优势。

基于聚集Bayes压缩感知的射频层析成像

为有效对抗窄带射频层析成像测量过程中所存在的多径干扰,实现对阴影衰落的有效估计,本文结合结构化聚集Bayes压缩感知理论,依据阴影衰落所具有的稀疏性和空间区域聚集性特征,构造阴影衰落分布的聚集稀疏先验模型,建立射频层析成像的结构化稀疏Bayes学习机制,增强射频链路对阴影衰落与其他多径衰落的辨别能力,有效抑制伪影的产生,提升射频层析成像技术对观测目标的识别性能,更好地服务于无源位置感知的实际应用.