基于Barker码脉冲压缩技术的钢板多阵元Lamb波电磁超声换能器设计与优化

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型,分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响,并进行了实验验证。结果表明:曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后,其信噪比(SNR)可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR,多阵元Lamb波EMAT最佳参数为:曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位,并配置3对外置永磁体。

环阵多阵元合成孔径成像F数优化研究

使用环形阵列的超声计算机断层扫描(USCT)在乳腺组织成像和工业无损检测方面展示了显著潜力,但图像重建质量仍面临挑战。该研究提出将F数应用于多阵元合成孔径聚焦成像方法,在环形阵列中实现对目标的自动扫查,并探讨F数对环形阵列合成孔径成像的影响。通过仿真和实验,使用乳腺仿真模型和直径0.3 mm的尼龙丝作为测试对象,设置发射和接收F数为F、F/2、F/4、F/8、F/16进行图像重建,并进行阈值分割处理和半高宽(FWHM)分析。结果显示,较低接收F数能够显著减少靶标畸变并提高成像精度,其重建图像尺寸误差减少了28.3%。对于点目标,低接收F数显著提高了空间分辨率,其中轴向分辨率提升了40%,横向分辨率提升了36.7%。该研究为提升环形阵列USCT成像性能提供了新的思路和方法。

多阵面拼接雷达方向图优化研究

增大雷达天线的孔径是提升雷达探测距离、测角分辨率和测角精度最直接的方法。但是增大雷达的天线孔径除了需要考虑载体平台的物理结构限制之外,还必须要考虑对雷达机动性的影响。为兼顾雷达的机动性、雷达的威力和测角分辨力,考虑将多个可便携的阵面拼接合成一个大阵面,为避免拼接后的方向图产生高副瓣,首先对阵面间距与合成方向图栅瓣产生关系进行研究,接着在阵面间距保证阵面不会出现栅瓣条件下,使用凸优化算法对拼接后方向图的高副瓣进行抑制,并通过仿真试验验证了本文方法的正确性。

基于MADDPG的多阵面相控阵雷达引导搜索资源优化算法

针对传统单阵面雷达搜索资源优化算法在复杂多阵面场景下的参数求解困难问题,提出一种基于多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)的多阵面雷达搜索资源优化算法。考虑多阵面相控阵雷达场景约束,结合机载雷达实际搜索任务需求,建立基于最大目标平均积累期望发现概率的多阵面雷达搜索资源优化模型。分别设计多智能体局部及全局观测空间和带折扣因子的复合奖励函数,基于执行者-评论者(Actor-Critic)算法结构,通过各智能体策略网络在线更新各雷达阵面搜索资源分配系数实现上述模型参数的优化求解。仿真结果表明,该算法能够根据空域-目标覆盖情况及各目标威胁权系数迅速作出精确的自主决策,在多阵面相控阵雷达搜索资源优化场景下的表现显著优于传统算法。

面向经颅聚焦超声的多阵元相控阵关键技术

经颅聚焦超声是一种有效的神经调控技术,具有非侵入性、聚焦靶点多和焦点可调控等优势。但由于颅骨的强声衰减和非均质特性,聚焦超声经颅后存在焦点偏移、焦域能量不足以及颅骨烫伤等问题。多阵元超声相控阵可以修正超声经颅后的相位偏差和幅值衰减,实现准确、有效的颅内聚焦。本文首先介绍了换能器的阵元排布方式,进一步归纳了相控阵激励信号的调控方法,最后对其基础研究和临床应用进行了回顾与展望。

基于PDAF多阵多目标跟踪算法研究

为解决在多目标跟踪过程中,声纳存在交叉运动目标失跟问题.将多阵输出和多目标跟踪相结合,提出了基于概率数据联想滤波(PDAF)器的多阵多目标跟踪算法.计算机模拟结果表明,该算法在平面波模型下,利用两个线阵的输出可以稳定地跟踪两个交叉运动目标.将算法映射到DSP硬件平台,形成了一个多阵多目标跟踪的探测系统,实时处理的结果说明该算法对运动目标的估距误差小于5%

室内可见光通信多阵元发射天线优化设计

基于一种新的白光LED发光模型,对室内可见光通信系统多白光LED阵元发射天线进行了优化设计.分析了多阵元发射天线的阵元分布、阵元光轴极角、阵元层间距、阵元数目等参数对室内光功率分布的影响,给出了设计参数的优化选择方法和原则.并通过控制发射光功率的方法,实现了光功率分布为平顶形的多阵元天线设计.通过仿真和实验研究验证了所提出的优化设计方法.

基于方位-频率及多阵方位的无源目标跟踪性能研究

研究了两种利用多维信息的目标运动分析（ＴＭＡ）方法：方位－频率ＴＭＡ和多阵联合纯方位ＴＭＡ，应用Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗｔｏｎ（Ｇ－Ｎ）和Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ－－Ｍａｒｑｕａｒｄｔ（Ｌ－Ｍ）相结合的最优化方法，分析了最大似然估计（ＭＬＥ）算法的跟踪性能，进行了仿真实验．研究结果表明利用多维信息的ＴＭＡ虽然克服了常规纯方位ＴＭＡ需要观测平台机动的限制，但其应用并不具备普遍性。

基于多阵元基阵的超短基线声定位方法

传统超短基线声定位系统的基阵尺寸较小,无法实现对远距离目标的准确定位,进而成为超短基线定位系统在水声导航领域进一步被广泛应用的瓶颈。为此,文中探讨了采用多阵元基阵定位方法来提高系统的定位精度,并通过计算机仿真证明了该方法的可行性。

多阵元天线拖曳式诱饵干扰技术

传统拖曳式诱饵依靠转发放大后的接收信号达到角度干扰目的,但干扰角的方向和大小不能动态调整。将多阵元天线角度干扰算法进行了改进,并将改进算法与拖曳式诱饵相结合,建立了多阵元天线拖曳式诱饵模型,提出了新算法公式,从而使欺骗角度方向和大小可以动态调整。最后,通过计算机仿真验证了此算法具有稳健的角度欺骗性能。

舰艇声纳多阵联合被动测距技术研究

为提高舰艇平台对目标的被动测距能力,研究了基于一体化声纳系统的多阵联合被动测距信号处理框架,提出了双基阵联合被动测距方法,包括基于声场干涉条纹的被动测距方法和几何被动测距方法。比较了两种方法的测距精度。在此基础上,重点对基于声场干涉条纹的被动测距方法的测距精度作了仿真研究,分析了目标方位估计误差、目标航向角和阵间距对测距精度的影响,并考虑了双基阵数据质量的差别。仿真结果表明,基于声场干涉条纹的双阵被动测距方法稳健性好,并有较高的测距精度,在仿真条件下测距精度均不大于10%.

宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟

近年来全球导航卫星系统(GNSS)抗干扰技术逐渐成为研究热点,在抗干扰研究中,宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟发挥着至关重要的作用。为了提高抗干扰研究效率,通过Matlab模拟的方法研究了卫星导航软件接收机入口数字中频信号的模拟问题。根据信干噪比进行功率控制,分别对卫星导航信号、干扰信号和噪声信号进行建模,计算阵列天线带来的延时,最后模拟了宽带干扰背景下阵列天线的卫星信号并设计了图形用户(GUI)界面。在模拟完成后,将信号输入到抗干扰算法的研究系统进行测试,解决了抗干扰研究中复杂的干扰信号源模拟问题,提高了抗干扰研究的工作效率,同时验证了本研究的实用性和正确性。

舰载多阵面机械零位动态对准方法研究

针对舰船摇摆情况下多阵面机械零位动态对准的需求,提出了一种基于GPS双天线的组合惯导测量系统,通过定义主惯导和子惯导,实现两位置姿态信息的实时输出,最终利用转换矩阵将主惯导的姿态信息传输到多个阵面设备上,从而实现多阵面机械零位的动态对准。

多阵元合成孔径聚焦超声成像研究

对多阵元合成孔径聚焦超声成像进行了全面的研究.根据声场的辐射理论推导了多阵元孔径的声压分布,并分别对单阵元、多阵元聚焦和多阵元非聚焦的声场和缺陷响应进行了仿真,发现多阵元非聚焦的声场更适合于合成孔径聚焦超声成像,并根据这个原则进行了成像实验,结果表明在远场情况下,多阵元合成孔径聚焦超声成像可以获得比单阵元合成孔径聚焦成像更高的成像质量和分辨力.

基于特征值分解的多阵元空频抗干扰技术研究

空频抗干扰技术对大功率压制干扰信号具备良好的抑制效果,但随着电磁环境越来越复杂,要求抗干扰天线阵元的个数也随之增加,导致自相关矩阵直接求逆的计算量急剧增大,不便于实际工程的实现。基于特征值分解的空频抗干扰技术通过变换处理避免直接求逆,在保证抗干扰性能基本不变的情况下降低了计算量,便于工程实现。对其进行了仿真分析及试验验证,证明了其有效性。

基于降维空时自适应信号处理的多阵元宽带干扰抑制方法

为了有效抑制宽带压制干扰,本文采用降维空时自适应信号处理算法,对干扰位置固定星位置变化和星位置固定干扰位置变化进行仿真,在不增加导航接收机设计复杂度和运算量的情况下,实现宽带干扰的有效抑制。

多源宽带干扰对多阵元GPS接收机干扰效能分析

近年广泛使用的多阵元自适应调零天线抗干扰技术,大幅降低了单个GPS干扰源的干扰效能,如何对其实施有效干扰成为导航对抗的研究热点之一。本文首先使用干扰-信号比阈值分析了多阵元接收机失效机制,并使用单源干扰对其抗干扰效能进行了检验;其次建立了多源宽带高功率压制干扰模型,最后采用数值仿真研究了多源宽带高功率压制模式下,干扰4阵元线性约束最小方差(LCMV)自适应调零算法GPS接收机的工作效率。实验表明,采用本文所提方法布置的多源宽带高功率压制模式可以有效提升对多阵元GPS系统的干扰效能。

多阵元锥面声透镜聚焦声场与温度场的研究

提出了一种新型的多阵元聚焦透镜,该透镜由7个相同的单元圆锥透镜组成。通过对不同面形参数下多阵元声透镜和其中任一单元透镜聚焦声场和组织处温度场分布的数值计算和比较,证明了多阵元声透镜比单元透镜的径向加热区域大,有适用于浅层组织的大范围加热,并给出了该多阵元锥面聚焦透镜优化的面形参数。

简单正交多阵SOMA(4,n)的存在性

设整数k>0,n≥2,简单正交多阵SOMA(k,n)是一个n×n的方阵A,它的每一个单元格包含kn-元集S的一个k-元子集且满足:1)S的每个元素在A的每一行和每一列恰好出现一次;2)S的每个2-元子集至多出现在A的一个单元格中.总结了SOMA(k,n)存在的最新结果,并且阐述了它和相互正交拉丁方之间的关系,同时通过直接构造的方法证明了n≥5,SOMA(4,n)的存在性,并且提出了进一步研究的问题.

一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法

左右舷模糊一直是困扰拖曳线列阵声呐使用的关键技术,其制约了拖线阵声呐的使用效能。现有声呐系统装备的首端阵和舷侧阵均具有左右舷分辨能力,其与拖线阵声呐的信息互补性为拖线阵左右舷分辨提供了可能。文中提出一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法,即利用舷侧阵和拖线阵公共频段的联合波束形成技术实现拖线阵的左右舷分辨,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够实现拖线阵左右舷分辨,平均分辨正确率不低于90%。