基于遗传算法的宽带目标波束空间DOA估计

提出一种基于遗传算法的宽带目标到达方位(DOA)估计新方法,该方法首先通过傅立叶变换方法设计频域恒定束宽转换矩阵,并使用该矩阵将阵元空间的数据转换到波束空间,同时,利用宽带波束空间遗传算法进行DOA估计。计算机仿真表明:在低信噪比条件下该算法相比于CSS类子空间算法、CSS类最大似然算法和阵元空间遗传算法有更高的分辨概率,更小的均方误差。

聚焦矩阵在水中宽带目标被动跟踪中的应用

针对水中机动宽带目标,对于设计好的均匀线列阵,采用空间重采样方法计算基阵的恒定束宽阵元权系数,进而利用该阵元权系数产生聚焦矩阵,通过聚焦矩阵将不同频带的子带信号映射到同一参考频率上,然后将所有频率成分的信号功率谱密度矩阵作平均,并结合MUSIC(Multiple Signal Classification)算法,估计出目标的方位信息,从而实现水中宽带目标的被动跟踪。采用该方法进行仿真试验分析,结果表明在小孔径基阵上可实现宽带单目标的稳定测向被动跟踪,且对多目标具有一定的角被动分辨效果。

一种频域-波数域峰值筛选的无源声呐宽带检测方法

在水声信号处理中,传统的无源声呐宽带目标检测在多目标、强干扰的复杂环境中输出信噪比低,使得检测性能急剧下降。针对此问题,提出一种基于均匀线列阵在频域−波数域上宽带信号能量分布特性进行目标检测的方法。该方法首先将阵列信号转换到频域−波数域,利用不同频率下波数主瓣、旁瓣宽度特征以及空间分布特征,设计针对主瓣的判别与分配方法,实现对同一目标不同频率下波数谱主瓣判别,使用主瓣能量累积、主瓣数目累积的方式来形成方位谱,从而进行目标检测。理论分析和仿真结果表明,所提方法只利用对目标检测有突出贡献的波数主瓣,降低了旁瓣的影响,有效提高了无源宽带水声目标的检测能力。海上试验数据处理结果表明,目标输出信噪比相比子带峰值能量检测算法可提高5.58 dB,较传统能量检测可提高8.73 dB,计算时间相比传统能量检测降低46%,验证了所提方法的有效性与实时性。

一种基于被动声呐宽带空间谱的自动检测算法

被动声呐宽带目标检测中,基于固定门限的检测不能适应波动背景、对强弱目标共存场景检测时易检出旁瓣或漏检弱目标,此外检测结果中目标占据多个波束易使精确测向产生引导波束选取偏差。针对上述问题,基于宽带空间谱,将排序截断平均算法、局部峰值检测和波束内插算法结合,通过理论和蒙特卡洛实验分析对门限估计值有影响的参数,设计参数自动选取方案,形成检测门限自适应方法及自动检测与精确测向一体化方案。仿真与海试实验结果验证了所提算法的有效性,有较强工程应用价值。

宽带雷达目标模拟系统在线校准技术研究

针对宽带雷达目标模拟系统产生的回波信号幅相失真问题,采用在线提取幅相误差的方法对系统幅相特性进行估计,并使用有源均衡器和FIR滤波器联合校准的方法完成对回波信号幅相失真的校正。使用有源均衡器对随频率变化的插损部分进行校正,避免校准过程中信号动态范围的恶化,使用混沌粒子群算法优化设计FIR滤波器对幅度的非线性高频振荡部分的失真和相位失真进行了校正。联合校准后,宽带雷达目标模拟系统输出信号的幅度波动在1.3dB以内,群时延波动控制在2ns以内,系统的幅相特性得到了极大改善,且回波信号的动态范围没有明显的恶化。因此,这种联合校准方法可以应用到宽带雷达目标模拟系统的校准中。

宽带RCS自动测试系统设计

为满足目标宽带雷达散射截面积(WB-RCS)理论研究的实验验证需要,绕过脉冲体制,提出了一套宽带扫频自动测量系统。介绍了该系统硬件、软件设计,特别是给出了一整套硬件、软件对消方案,大大降低了系统测试对信噪比的要求。经实际测试,满足设计要求,为指导理论深入研究提供了有力的实验支持。

水下被动目标参数估计的群体蒙特卡罗方法

将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合估计,其良好的并行处理能力可显著减少程序运行时间。针对较复杂的三声源情况进行了仿真,仿真结果显示该算法给出了很好的模型阶数和方位估计性能。

基于自适应高斯核函数时频分布的水声信号处理研究

时频分析被广泛应用于水下目标宽带回波信号以及短时瞬态信号的处理。在水声信号的特征检测和分类方面,时频分析的时变谱提供了区分不同类别目标信号的特征信息。提出一种基于自适应核函数时频分布的水声信号处理方法。与固定核函数时频分布相比,自适应高斯核函数时频分布由于它的核函数随信号而自适应改变,因此对交叉项有很好的抑制效果。计算结果表明,对于多分量线性调频水声信号,采用高斯核函数自适应时频分析不仅对交叉项具有很好的抑制作用,而且对信号的自分量具有较好的聚集作用。

基于电磁计算理论的雷达成像仿真研究

逆合成孔径雷达在战场监测、导弹突防等方面有着广泛的应用。文中采用电磁计算理论研究雷达成像仿真技术。首先,采用物理光学法得到目标表面电流,计算目标大带宽、多角度范围内散射特性。针对计算量大、耗时长的缺陷,文中采用最佳一致逼近理论拟合出目标在大频带、多角度范围内的散射特性,通过计算验证,在不影响精度的前提下大大提高了计算效率;接着,利用计算得到的散射数据,构建宽带目标回波信号,利用转台理论,进行小角度内的距离-多普勒成像;最后,以锥台为例,计算了从不同角度入射时的目标雷达图像,可以验证该方法的正确性和高效性。

高分辨距离像数据的检测新方法

针对宽带雷达多次回波间的距离单元走动问题,提出了一种对高分辨距离像数据进行目标检测的新算法.先用约束平移时延量的包络对齐法对各次回波进行对齐,再用窗函数估计目标的长度和位置,最后采用双迭代法对目标的导向矢量进行估计,得到最终的检测算子,并简要证明了该算法具有全局渐进收敛和恒虚警率的特性.两类飞机实测数据的实验结果表明,与基于散射点密度的广义似然比检测算法相比,当检测概率为80%时,本算法至少有1.4 dB的改善.

非线性声学超材料中弹性波传播理论及其减振应用研究

低频宽带振动抑制是装备研发的关键技术,传统技术尚难以实现良好的低频宽带目标。声学超材料是具有超常特性的人工周期结构,其低频带隙可有效抑制结构振动,当前研究主要针对线性声学超材料。受质量约束,其低频带隙归一化宽度小于1,难以兼顾低频、宽带目标,限制了线性超材料技术的应用。非线性声学超材料能为弹性波调控开辟广阔空间,但其多方面研究都亟待开展。