两信号源的相关性对MUSIC算法分辨性能的影响

平均信噪比分辨门限是特征结构算法分辨性能的一种度量,本文给出了含有两信号源相关性的MUSIC算法的平均信噪比分辨门限表达式.模拟结果表明,当两信号源正相关时,MUSIC算法分辨性能会下降;当负相关时,在一定条件下,MUSIC算法分辨性能会提高.本文也讨论了当两信号源的功率差异、方向夹角、阵元数和采样的快拍数变化时,相关性对算法分辨性能的影响的变化规律.

阵形畸变对拖曳双线阵左右舷分辨性能的影响

分析了阵形畸变对拖曳双线阵左右舷分辨性能的影响。首先由双线阵指向性函数及左右舷抑制比公式,推导并定义了双线阵声呐实现左右舷分辨的两个关键参量——特征方位和特征频率。然后在引入阵形畸变量的基础上,利用阵形畸变时的左右舷抑制比公式,进一步推导得到特征方位及特征频率关于阵形畸变量的解析关系式。理论分析、仿真结果以及海上试验数据都表明,阵形畸变会改变特征方位和特征频率,造成拖曳双线阵左右舷分辨性能下降甚至再次产生左右舷模糊。

信号源功率不一致对MUSIC算法分辨性能的影响

该文首先定义了用以度量MUSIC算法分辨性能的平均信噪比分辨门限,并给出它的表达式。然后通过数据模拟得知,功率不一致会降低MUSIC算法的分辨能力;在一定条件下,功率不一致对MUSIC算法分辨性能的相对影响与其他参量无关。该文还讨论了功率不一致对阵元数、快拍数和两信号源方位参数绝对差的影响。

四极质谱计的氦氘分辨性能实验

利用一套四极质谱气体分析与测试系统,开展MicroVision Plus四极质谱计的氦(He)、氘(D2)分辨性能实验。分别向分析室送入He和D2,记录质谱图,得到质量刻度和分辨率等信息。He+峰位为(4.0022±0.0006)amu;D2+峰位为(4.0246±0.0006)amu。在10-6～10-4Pa的分压范围,观察到He和D2的分辨率随其分压强的增大而减小。在10-7Pa-m3-s-1的He漏孔条件下,调节D2送气量,He+/D2+分压峰值比在10-1量级可以分辨出He。

双线列阵左右舷目标分辨性能的初步分析

以单水听器阵列构成的单线阵声呐无法区分目标来自左舷或右舷。多线阵为解决左右舷目标的模糊问题提供了一种途径,本文讨论双线列阵左右舷目标分辨的性能,提出把波束指向方向的响应对对称方向的响应的抑制比作为评估左右舷分辨能力的一个参数,并对抑制比的性能作了初步分析,给出了理论表达及实际计算结果。理论分析结果对实际双线列阵设计中的参数选择具有重要意义。

不同数学函数算法对SPECT空间分辨性能检测影响分析

目的:分析单光子发射型电子计算机断层扫描仪(SPECT)空间分辨性能,为制定SPECT性能检测标准时数学函数算法的选取提供参考。方法:使用SPECT通用检测模体获取固有空间分辨力、系统空间分辨力及全身平面空间分辨力3个性能参数的医学数字成像和通信(DICOM)图像,对3个性能参数随机获取10次测量数据,分别采取抛物线算法和高斯算法对数据进行拟合计算测量,并分析两种数学函数算法结果的差异。结果:所获SPECT的3个性能参数高斯算法拟合相关系数平方(R^2)值为0.974～0.999;SPECT固有空间分辨力、系统空间分辨力和全身平面空间分辨力的检验P值分别为0.0001、0.057和0.075。结论:对于SPECT空间分辨性能的分析可采用抛物线法进行分析,对于系统空间分辨力应该采集256×256矩阵的数据。

圆阵列MUSIC算法分辨性能分析

分析了圆阵列MUSIC算法二维测向的原理。圆阵列MUSIC算法分辨性能与多种因素有关。定义两种衡量分辨性能的参数,即分辨力和可分辨概率,并给出计算方法。两种参数均需要从方位角和俯仰角两方面考虑。仿真实验证明本文分析方法是有效的,同时得到分辨性能与快拍数、信噪比(SNR)等因素之间的变化规律。

基于不同导航信号的BISAR系统分辨性能分析

基于GNSS信号的双基合成孔径雷达(BISAR)成像系统具有多种突出的优势,已获得越来越多的关注。文中在广义模糊函数的基础上,针对导航卫星信号的伪随机码的特点,引入平均模糊函数的概念,以消除码元序列的伪随机性对系统模糊函数的影响。构建了适用于分析不同码元序列的平均广义模糊函数,对基于不同导航信号的BISAR系统的分辨性能进行了分析比较,并通过仿真进行验证。研究结果表明,导航卫星轨道对BISAR系统的分辨性能有较大影响,BDS导航信号拥有良好的分辨能力。

基于分辨性能的GEOSAR凝视成像轨道优化设计

利用地球同步轨道合成孔径雷达(SAR)卫星对地覆盖范围广、轨道周期短等特点,结合波束控制技术可以实现对热点地区的长时间持续观测,即地球同步轨道SAR(GEOSAR)凝视成像。对于GEOSAR凝视成像系统而言,由于轨道高度大大提高,地球自转效应和地表曲率的影响更加显著,在对目标的持续观测过程中,分辨性能变化较大,甚至存在无法二维分辨的观测位置。为了保证卫星资源的利用率,需要通过轨道参数的优化设计,获得更长的二维高分辨观测时间。通过引入俯仰角,对传统成像几何模型加以改进,并推导了适用于GEOSAR的二维分辨率表达式。利用该表达式,分析不同观测位置的二维分辨效果,计算不同轨道参数设计对应的有效观测时长,并结合二维联合搜索的方法完成轨道参数优化。仿真结果说明该轨道参数优化流程可以为GEOSAR凝视成像系统提供有效的轨道参数设计方案。

基于滤波技术和GAN的脉冲展宽分幅相机空间分辨性能提升

为改善硬件提升的局限,将滤波技术和生成对抗网络(GAN)应用于脉冲展宽分幅相机空间分辨性能提升,并采用图像梯度和成像调制度量化提升效果。研究结果显示,高斯-拉普拉斯算子、同态滤波和GAN均能不同程度提升脉冲展宽分幅相机的空间分辨性能,而将同态滤波的图像增强和GAN的去模糊相结合,能更显著地提升分辨效果,并将图像整体平均梯度由初始的1.456提高到3.399;近轴5 lp/mm区域的局部平均梯度由7.638提高至23.901,平均调制度由7.84%提高至24.32%;远轴5 lp/mm区域的局部平均梯度由3.869提高至11.349,平均调制度由6.07%提高至19.60%。研究结论不仅为脉冲展宽分幅相机空间分辨性能的提升提供了参考方法,而且为滤波和去模糊技术融入超快诊断领域提供了新思路。

雷达信号的加速度分辨性能分析

针对以导弹和卫星等高速飞行器为平台的雷达信号处理应用中所面临的非匀速相对运动所引起的多项式相位调制给雷达信号处理带来的影响,提出并研究了加速度模糊函数和加速度分辨力的有关概念.并以加速度模糊函数为分析工具,讨论了雷达信号的加速度分辨性能,分析了未知加速度对线性相位匹配滤波器输出信噪比和Doppler频率估计精度的影响,给出了加速度与最优相参积累时间之间的定量关系,讨论了二次相位匹配滤波器对加速度参数搜索估计的性能.

宽带信号模型及分辨力性能研究

讨论了宽带信号的模型及条件 ,在此基础上对宽带线性调频信号在宽带模型下的距离、速度及速度距离联合分辨率特性进行了分析和模拟 ,并对宽带模型及窄带模型下的结论进行了比较 ,证明了信号分辨力取决于信号频谱结构及尺度 ,得出了两种模型下信号分辨力特性的关系。

高时间分辨分幅成像技术分析及性能测试

为获取更多惯性约束聚变内爆运动信息和测量聚变燃烧阶段等离子体的时空特性,以微通道板(MCP)选通分幅变像管为基础,采用电子束时间展宽技术和组合透镜成像技术,研制了曝光时间优于30 ps的分幅变像管,并通过变像管结构、工作原理和实验测试分析了2类像管性能差异的原因。研究结果显示,MCP选通分幅变像管具有良好的空间分辨性能,而采用新技术的变像管则具有更优秀的时间分辨性能,实验测试获得MCP选通分幅变像管的曝光时间和空间分辨率分别为97 ps和~53μm(调制度为4%),而采用新技术的分幅变像管分别为和21 ps和~74μm(调制度为3%)。高时间分辨分幅成像技术的应用可为惯性约束聚变的研究提供更多的可信数据。

相位编码调频步进信号及其性能分析

针对步进频率波形数据率低、运动补偿难度大的问题,提出了一种新的相位编码调频步进信号(PC-CFS)。新信号在相位编码步进信号的基础上,通过对每个子码进行Chirp调制,在保持子脉冲时宽不变的情况下,增大了载频步进量,减小了子脉冲个数,提高了信号的数据率。在推导新信号模糊函数的基础上,着重分析了其距离、多普勒分辨性能,并在性能比较中得出该信号具有较好的距离、多普勒联合分辨能力,大大降低了运动补偿难度,且信号的低截获、抗干扰性能也得到进一步提升的结论。

基于FBMC的多基地外辐射源雷达性能分析

照射源性能分析是外辐射源雷达领域的一个重要问题,针对一种非正交多载波调制信号即FBMC信号,分析其用于多基地雷达照射源时的性能.推导了基于FBMC信号的空间非相干多基地平均模糊函数闭式表达式,在此基础上以模糊函数-3,dB的投影面积为指标,分析了4种不同的雷达布站情况下多基地雷达系统的距离分辨性能.仿真结果表明,增加雷达发射站和接收站的数量均可以提高系统的距离分辨能力,而且在发射站和接收站数量一定的条件下,改变发射站部署会给距离分辨性能带来明显的改变..

空间电荷效应对时间展宽分幅变像管时空性能的影响

X射线分幅相机是惯性约束聚变实验中的重要二维超快诊断设备,具有长漂移区结构的时间展宽分幅相机,在大幅度提升时间分辨性能的同时,会使空间电荷效应时空弥散变大。为探讨空间电荷效应的影响,以短磁聚焦分幅变像管为例,通过平均场模型和电子轨迹及成像分布研究空间电荷效应的时空弥散,并分析其对像管的影响。研究和分析结果表明,空间电荷效应引起的时间弥散与阴极电压、展宽脉冲斜率和漂移距离有关,空间弥散与成像系统和电子脉冲电流密度相关。当分幅变像管的时间分辨率提升至2ps左右时,空间电荷效应的时间弥散相当于物理时间分辨,成为制约时间分辨性能进一步提升的主要因素,此时像管空间分辨性能降低8%左右。通过对像管空间电荷效应研究及其降低方法的探讨,为亚皮秒时间分辨分幅变像管的研制提供理论参考。

光电倍增管倍增极信号定时性能的研究

介绍一种从光电倍增管倍增极引出快信号的电路。分析了信号的产生机理,研究了它的定时性能。使用两支PhilipsXP2020Q光电倍增管,与BaF2闪烁体组成时间谱仪探头,从D9倍增极引出快信号,在使用Ortec935恒比定时和Ortec567时幅转换的条件下,测量60Co的瞬发时间谱,在2∶1能窗下得到FWHM=138ps的时间分辨。表明,此方法明显改善了谱仪的时间分辨性能。

DOA估计的几种特征结构算法的性能比较

Pisarenko算法、多信号分类(MUSIC)算法、最小模算法和ORPD算法是来波到达方向(DOA)估计中常用的四种特征结构算法。在不同的信噪比及阵元数目条件下,对这几种算法的分辨性能作了比较。仿真结果表明:MUSIC算法是最稳定的一种算法;在预知大致方位的前提下,ORPD算法分辨性能最好;对于提高各种算法的分辨能力,改善信噪比相对增加阵元数目更有效。

涡旋电磁波雷达成像分辨力研究

相位波前受轨道角动量调制的涡旋电磁波,在雷达前视成像领域得到广泛关注和研究。基于涡旋电磁波雷达成像原理和方法,该文重点对方位分辨力展开研究。首先,分析了贝塞尔幅度项对方位分辨性能的影响,结果表明,在贝塞尔幅度窗影响下,涡旋电磁波雷达方位分辨性能由有效OAM模态范围决定。其次,提出了一种有效OAM模态范围计算方法,并分别对方位角分辨率、空间分辨率以及超实孔径雷达分辨率进行了表征。最后,仿真分析了方位基本分辨性能随不同影响因素的变化规律,改变波长孔径比、成像俯仰角,能增大有效OAM模态范围,提升方位分辨性能。拟合得到了有效OAM模态范围、超实孔径雷达分辨率关于波长孔径比和成像俯仰角的近似表达式,为涡旋电磁波雷达参数设计与优化提供参考。

一种新兴的雷达体制——MIMO雷达

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达作为一种新型雷达体制在21世纪初正式提出后,引起了国内外众多学者和研究机构的浓厚兴趣.本文从现有的研究成果出发,首先对MIMO雷达基本理论进行了概要性总结;而后从MIMO雷达系统结构、信号设计、目标检测、参数估计以及高分辨性能五方面探究其潜能本质,同时指出MIMO雷达走向实用化所面临的制约因素;最后在综合分析的基础上展望了MIMO雷达的发展趋势.