Performance analysis of multi-channel order statistics detector for range-spread target

The problem of two order statistics detection schemes for the detection of a spatially distributed target in white Gaussian noise are studied.When the number of strong scattering cells is known,we first show an optimal detector,which requires many processing channels.The structure of such optimal detector is complex.Therefore,a simpler quasi-optimal detector is then introduced.The quasi-optimal detector,called the strong scattering cells’ number dependent order statistics（SND-OS） detector,takes the form of an average of maximum strong scattering cells with a known number.If the number of strong scattering cells is unknown in real situation,the multi-channel order statistics（MC-OS） detector is used.In each channel,a various number of maximums scattered from target are averaged.Then,the false alarm probability analysis and thresholds sets for each channel are given,following the detection results presented by means of Monte Carlo simulation strategy based on simulated target model and three measured targets.In particular,the theoretical analysis and simulation results highlight that the MC-OS detector can efficiently detect range-spread targets in white Gaussian noise.

Fast Scheme for Projective Geometric Correction and Edge Blending Based on High Dynamic Range Images

With the development of graphic processing unit(GPU)power,it is now possible to implement geometric correction and edge blending functions on a single computer.However,the processing resources consumed by the geometric correction and edge blending phases still burden the system and slow down the main application considerably.A new platform independent scheme is proposed,minimizing the negative influence on performance.In this scheme,parameters for geometric correction and edge blending are firstly defined in an interactive way and recorded as a 32-bit high dynamic range(HDR) image,which is then used by high level shading language(HLSL) codes embedded in the main application as a lookup table,greatly reducing the computational complexity and enhancing flexibility.

面向稳控系统E1通道的网络靶场实验台的设计与实现

随着智能电网和跨区稳定控制技术的发展,信息通信与电力系统的耦合更加紧密,网络攻击带来的安全风险也越来越高。稳控系统E1通道作为重要的测控通道,其安全性对稳控系统起到重要的作用,因此,开展面向稳控系统E1通道的半实物仿真和攻防演练,对发现E1通道的安全漏洞有重要意义。首先,基于半实物仿真技术设计了面向稳控系统E1通道的网络靶场实验台,介绍基于该实验台的攻防演练方案;然后,通过该实验台对一个典型的在运稳控系统E1通道开展仿真和攻击模拟实验,测试了稳控系统的安全隐患,并验证了实验台的有效性;最后,提出几种提升E1通道安全性的方法,并展望了实验台的应用前景。

可级联组网的无线时间比对系统设计

随着科技的发展,越来越多的场合需要实现多个终端间的纳秒量级高精度时间比对,例如现代化军事靶场、战场、雷达观测基地等。现阶段常用的纳秒量级多终端间的时间比对方法是导航卫星共视法,该方法需要搭建数据交换链路,应用的灵活性受限。本文基于无线伪随机码测距原理、双向时间比对原理和码分多址技术,设计出一套可以自适应组网的高精度时间比对系统,不需要额外搭建数据交互通路即可实现级联节点之间的纳秒量级时间比对。其次,分析了利用该系统实现纳秒量级时间比对的技术难点,并提出了相应的解决方法。最后,搭建实验平台对设计的时间比对系统进行验证。实验结果表明,在500 m的无线比对基线下,可以实现优于0.5 ns的静态时间比对精度。

基于三通道并行的高反光物体三维形貌测量

传统条纹投影技术测量高反光物体时因过度曝光导致相机失真,而常用的多重曝光时间法采集图像数量过多、耗时过长,为此提出了一种基于三通道并行的条纹投影强度预测与图像融合的方法。该方法根据被测物体的光强直方图分布计算条纹最佳投影光强比例关系,投影对应的红绿蓝条纹。利用彩色相机在多光通道下对投影条纹的不同响应,分离对应条纹图像并选择其中不饱和并且调制度最大的像素生成各自通道的图像掩膜,根据三通道下的掩膜图像和条纹图像合成高动态范围条纹图。通过相位解算与系统标定,最终恢复出高反光金属平面与球面零件的三维形貌。实验结果表明,该方法测量误差减小至传统方法的61.2%,同样采集12张条纹图像,仅增加1张预投影图像,提高系统适应性的同时也提升了测量精度。

超宽带多通道接收前端设计与研制

在电子侦察领域,超宽带多通道接收前端对信道接收机起着至关重要的作用。提出了一种超宽带、多通道、低噪声、低灵敏度、大动态范围接收前端的设计方案。通过设计仿真和实物样机的研制测试,验证了该方案的可行性。与传统方案相比,该接收前端样机噪声系数和开关隔离度各提升20%以上,实物尺寸为53 mm×115 mm×9 mm,指标性能达到设计要求。

一种三通道三电平宽电压范围LLC谐振变换器

为解决传统LLC谐振变换器在光储系统等宽电压范围应用中存在整体效率低和开关频率范围宽等问题,提出一种三通道三电平宽电压范围LLC谐振变换器。该变换器具有双通道和三通道两种工作模式,通过组合不同模式下的增益实现宽输出电压范围。变换器能在全电压范围内实现软开关,工作于固定开关频率,具有参数与磁性元件设计简单等优点。详细分析变换器各种工作模式的原理与增益特性,并明确变换器实现ZVS的条件。最终基于GaN开关器件设计并搭建一台输入电压200 V、输出电压5~20 V、最大功率200 W的实验样机,验证所提拓扑的可行性与理论分析的正确性。

砭石热熨加按揉经穴治疗项背肌筋膜炎的随机对照试验

目的探讨砭石热熨加按揉经穴对项背肌筋膜炎患者的临床疗效。方法采用多中心、随机对照临床试验方法,将2022―2023年在不同地区的3家三甲中医医院就诊的项背肌筋膜炎患者112例随机分为试验组(56例)和对照组(56例),试验组给予砭石热熨加按揉经穴治疗,对照组给予氟比洛芬凝胶贴膏治疗,疗程为2周。对比干预前后2组患者整体疼痛量表(GPS)评分、关节活动度的变化。结果治疗2周后,试验组患者的GPS整体疼痛评分明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组患者颈后伸、肩外展和肩水平伸展活动度改善程度明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论砭石热熨加按揉经穴可降低项背肌筋膜炎患者疼痛程度,改善颈、肩关节活动度。

基于时延程策略的多会话时延损伤模拟

随着卫星网络、车联网络、工业网络等业务仿真模拟需求的日益增长,针对传统专用信道损伤仪存在的模拟链路数量少、灵活性低、资源占用高等问题,本文提出一种基于时延量程策略的多会话时延损伤模拟方法,构建灵活的软件网络损伤模拟。该方法通过识别检测独立控制各会话流的时延损伤,并采用基于时延程策略的多队列合并架构以降低资源占用。实验结果表明,相较于传统专用设备与模拟软件NetEm,该方法支持百万级链路的独立时延配置,会话流数从十数条增加到百万条,且在各带宽下降低至少85%的内存占用,满足大规模和精度的同时极大的降低系统成本。

基于U形多尺度注意力方法的真实图像去噪

针对真实世界图像去噪算法存在对上下文信息和全局信息利用不足导致的去噪效果不佳问题,提出一种U形金字塔注意力网络(UPCA)。U形结构由多尺度特征模块与长距离通道注意力模块融合形成的金字塔注意力模块组成,U形结构通过拼接操作可以将每一层的输出特征图融合,减少卷积过程以及下采样过程中图像细节特征的丢失。多尺度特征金字塔模块可以更好地利用上下文信息从而更好地恢复出干净的图像,而建立长距离依赖的通道注意力模块可以更好地利用全局信息,提高网络的去噪效果。同时在损失函数部分加入噪声项来加快训练时收敛的速度以及提高去噪效果。UPCA网络在数据集SIDD和DND进行对比实验,验证了UPCA网络的可行性和先进性,同时与同样使用通道注意力的RIDNet相比UPCA网络的PSNR/SSIM指标提升了0.81 dB/0.044,去噪后的效果图直观表现也更好,而且同等参数下训练所需的算力更小。

基于最小二乘法的变电站故障录波测距系统设计

当前,变电站故障区域受录波器性能的影响,阻抗值获取难度较大,导致故障区域测距效率较低。为提高变电站故障区域的测距效率、确保变电站的供电稳定,设计了基于最小二乘法的变电站故障录波测距系统。在系统硬件部分,采用分布式的电力故障录波器装置,收集变电站电力数据,利用以太网后台机完成数据传输。在系统软件部分,凭借最小二乘法计算模拟量通道的变比参数,校正电力录波装置通道间的相位误差,以提高录波器模拟量的测量精度。通过故障相电流差与相电压差获得阻抗值结果,计算出变电站故障录波的准确距离。试验结果表明:所设计系统的步角误差与测距误差均较小,故障录波测距误差降到了1%以内。该系统可以有效完成变电站故障点的精准定位,具有较高的参考价值。

一维非对称能带模型及其输运特性

基于长程跳迁的紧束缚模型,我们设计了一种高度非对称的能带结构,并研究了该系统的量子输运特性。我们发现,在当电极与中心区材料完全一致时,在输运上出现了多通道的现象。而且随着跳迁范围的增大,通道数的最大值也随之增大。引入有限温度耗散后,输运出现了明显的方向性。而当电极与中心区材料不一致时,则出现了共振隧穿。这些现象为我们研究一维长程系统,尤其是具有方向性传播的器件提供了新的可能性。

吸油烟机油烟过滤通道的滤油特性和气动性能研究

弯折分离板通道用于吸油烟机油烟过滤具有一定优势,但其滤油特性和气动性能仍未探明。基于空气动力学基本原理,对弯折分离板通道进行了重新设计,并采用计算流体力学方法和多相流模型研究了不同宽度通道的滤油特性和气动性能。结果表明,弯折通道对于较大颗粒的油脂过滤效果较好,但对于直径低于5μm的油脂颗粒捕获率不高;随着通道宽度的减小,油烟过滤效果进一步提升,但压降(流动阻力)先降低后增加。通过对通道添加压力平衡孔进行改进,有效提升了油烟过滤效果,但也导致了压降的增大。

统一测控系统射频数字化实现关键技术研究

更高精度、更为可靠、更加智能以及同时服务更多目标将是统一测控系统未来追逐的目标,射频数字化技术的发展应用为实现上述目标提供了解决方案。测控系统射频数字化面临多通道不同步导致的测距零值晃动、测控数据时延抖动大等问题,提出了一种实用化的多通道同步与确定性延时处理方法。试验数据表明,数据时延抖动控制在0.02μs量级,系统测距零值稳定性提升60%(RMS 0.48 m),试验结果验证了该方案的有效性。

深海远程正交频分复用水声通信簇约束的分布式压缩感知信道估计

在深海远程正交频分复用水声通信中,信道时延较长,导致信道频率选择性衰落严重,传统的压缩感知信道估计算法性能大幅下降。为此,该文利用深海远程信道在一定时间内具有相关性并呈较稳定簇状分布的特点,在分布式压缩感知信道估计中引入簇区域信息,进行簇约束的多数据块联合稀疏信道估计,提出一种簇约束的分布式压缩感知信道估计方法,并在深海开展了定点远程水声通信实验进行验证,实验结果表明,与传统的分布式压缩感知信道估计算法相比,本方法的能够降低50%左右的误码率。

太赫兹射频器件与集成技术研究

无线通信、探测感知、安全检测、人工智能等民用和国防电子信息技术的不断快速发展与演进,对太赫兹(0.1~1 THz)技术提出了越来越迫切的应用需求。太赫兹波段具有丰富的频谱带宽资源,其宽带特性可以支撑未来6G高速率通信、新一代高分辨雷达系统性能的实现。同时,太赫兹通信和探测必须克服高频率、短波长所带来的高传播路径衰减、激增的无源器件与互连损耗以及有源器件功率生成和效率难题。本文将回顾太赫兹射频器件与集成技术的发展现状,阐述上海交通大学团队通过新型无源、有源器件与天线及其先进封装等技术方法,整体提升太赫兹前端系统性能的相关研究进展。

多量程并行输出自动标准压力发生器的设计

工程现场压力参数测试、校准时,存在被校对象多、量程范围不同等实际情况,不能对多个被校对象同时进行校准。这会浪费大量人力物力。设计了一种多量程并行输出自动标准压力发生器,克服了目前市场上的多通道控制器采用更换模块方式只能单一通道输出压力的弊端。仪器操作简单、体积小、重量轻,能够实现气体压力参数现场校准中多个压力被校对象的同时校准,以及对不同压力量程的多个压力被校对象的校准。该设计为各种不同量程的压力参数的同步现场校准提供了条件和保障,大大节省了校准时间和人力成本。

EPC-MIMO雷达主瓣距离欺骗式干扰抑制方法

主瓣距离欺骗式干扰对真实目标的估计精度以及目标跟踪的准确性都会产生极大的影响。针对主瓣距离欺骗式干扰抑制问题,基于脉冲编码-多输入多输出(element pulse coding-multiple input multiple output,EPC-MIMO)雷达,针对主瓣距离欺骗式干扰的脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)大于等于两个发射脉冲重频情况,提出了一种抑制主瓣距离欺骗式干扰的算法。在EPC-MIMO雷达主瓣距离式干扰抑制算法中,首先利用线性调频信号对雷达系统中雷达发射-接收通道的信号进行幅相误差校正;其次通过分析雷达回波中真、假目标的脉冲信号差异,对EPC-MIMO雷达的回波进行匹配分离,从而获得转发式干扰的规律;最后对雷达回波的筛选达到抑制假目标的目的。通过对雷达实测数据的分析,验证了该方法能够有效解决主瓣距离欺骗式干扰抑制问题,提升雷达在复杂电磁环境的抗干扰性能。

声速剖面对深海远程声脉冲结构的影响

利用东印度洋和南海海域进行的深海远程声传播实验数据,比较分析了声道轴附近深度发射的声信号在两个海域不同声速剖面结构下的远程传播损失和脉冲时间到达结构。通过对比观测发现,两海域的深海声传播损失特性存在一定的差异,声脉冲时间到达结构差异性显著。首先,在东印度洋实验中观测到潜标垂直阵同一接收距离上,靠近声道轴传播的声能量较大,且声道轴附近声速较小但沿其传播的声信号却最先到达,而偏离声道轴传播的声信号延后到达,在整个接收深度上呈现出声道轴附近接收波形早于其他深度到达的分支结构,这与南海典型深海环境下的脉冲时间到达结构存在显著差异。其次,结合深海声道的参数化数学模型,分析了声速剖面对远程脉冲传播时间到达结构的影响机理,并理论解释了两个海域实验中观测到的脉冲声信号时间到达结构现象,其形成原因在于深海声道中决定声速剖面结构的声道轴系列参数的差异。该研究结果对通信声呐在不同海域深海远程环境下的应用具有一定的参考意义。

采用改进暗通道先验算法的高速公路能见度检测

为提升高速公路雾天能见度检测精度,考虑大气透光强度、透射率、大气消光系数和图像中某点到摄影机的实际距离,通过能见度检测原理改进现有的暗通道先验算法。首先结合矩形区域测距和实际场景物体大小来解决高速公路二维场景到三维场景重构的问题,并利用K⁃means聚类的方法,并找出聚类后的视频图像中分界线的最小景深点,结合所构建的测距模型得到该点到摄像机的实际距离。其次通过发现传统暗通道先验理论在求取大气透光强度方面的不足,提出了基于图像分割的局部熵法来求取大气透光强度,再利用暗通道先验理论求出透射率,然后由能见度检测原理计算出能见度。最后,根据日兰高速公路K113+000处雾天下的视频图像,对改进暗通道先验算法与传统暗通道先验算法进行实验对比,并以能见度检测仪的检测结果为参照。结果表明:当实际能见度为100 m左右时,改进算法检测的平均相对误差(MRE)为6.25%,比传统算法减小了2.38%;当实际能见度为150 m左右时,改进算法检测的MRE为6.17%,比传统算法减小了3.06%;当实际能见度为200 m左右时,改进算法检测的MRE为5.71%,比传统算法的减小了3.41%。随着光照强度的增加,改进暗通道先验法的检测精度提升越来越明显,能更好地适应日间大雾天气下的高速公路。