基于差分阵列的双基地EMVS-MIMO雷达高分辨多维参数估计

为提升双基地EMVS-MIMO雷达的多维参数估计性能,该文提出利用发射/接收EMVS的差分阵列结构来实现多维参数的高分辨估计。对于阵列接收数据,可以利用高阶张量来实现对发射/接收EMVS的差分阵列的构建。首先,利用高阶张量的交换和缩并规则来构建一个包含原始发射/接收EMVS差分阵列结构的5阶张量模型;通过利用两个选择矩阵,可以剔除该张量模型中差分阵列的重复元素,且获得的差分阵列的自由度为原始阵列自由度的两倍。然后,对新构建的5阶张量模型再次进行张量的缩并处理可以获得一个第3个维度为36的3阶张量模型。最后,通过利用平行因子分解算法可以实现对发射4维参数和接收4维参数进行有效的求解。仿真实验表明,该文对差分阵列的构建有效地实现了双基地EMVS-MIMO雷达中多维参数估计性能的提升。

基于差分阵列的频控阵雷达距离-角度联合估计

提出一种频控阵雷达目标距离-角度联合估计的子阵方案,以解决基本频控阵雷达由于距离和方位角耦合而不能直接实现目标距离和方位角二维联合估计的问题。方案将整个阵列分为两个子阵列,且两个子阵列采用不同的频偏。为了扩展阵列孔径,子阵列均采用差分阵列结构。当采用接收数据的二阶统计量进行处理时,N个实际物理阵元可提供O(N^2)维的自由度。由于两个子阵列对距离和角度维的解耦能力,目标可利用基于子空间的多信号分类算法被定位。目标估计性能是通过分析相对于信噪比的克拉美罗下限来检验的。最后,由数值仿真结果验证了方法的有效性。

结合差分阵列与幅度谱减的双麦语音增强算法

为了抑制小型语音通信设备中的方向性噪声干扰问题,提出了一种结合差分阵列与幅度谱减的双麦语音增强算法。该算法首先利用一阶差分阵列技术,对两麦克风采集到的带噪语音信号进行处理,得到语音通道信号和噪声通道信号。接着利用差分阵列处理后的两通道信号构造方程,求解语音通道信号的信噪比。最后将求得的信噪比用于幅度谱减,来消除语音通道信号中的残留噪声。针对语音通道信号信噪比估计方程的构造,本文给出了两种新的计算方法。客观评价指标表明,该算法有效的抑制了方向噪声,改善了语音的质量,去噪效果及语音质量均优于对比算法。

宽带差分微带天线及其阵列设计

提出了一种新型的差分微带线馈电式宽带微带天线单元及阵列。首先,结合微带天线的场分布特点,提出了一种终端短路的平行差分微带线结构,实现了对其TM_(01)主模的有效激励;所提出的微带天线的辐射层与馈线层共用金属地,在扩展天线带宽的同时,有效降低了天线的剖面高度;然后,通过在馈线上加载U型槽,改善其带内匹配特性,将天线的阻抗带宽(电压驻波比≤2)从7.6%提高到了15.9%;最后,基于微带馈线的周期性场分布特点,仅通过对馈电结构进行长度扩展,无需额外的功分结构,便实现了一款1×2的差分微带天线阵列,并对其性能进行了仿真与分析。

一种基于倒装芯片的超宽带BGA封装差分传输结构

随着高速数字电路和射频微波电路对时钟频率和带宽的要求越来越高,差分传输结构因其优良的噪声抑制和抗干扰性能而受到越来越多的重视。提出了一种基于倒装芯片的超宽带球栅阵列(BGA)封装差分传输结构。整体传输结构包括采用陶瓷材料制作的倒装芯片用基板、BGA封装焊球和印制电路板(PCB)。主要分析了差分垂直传输结构的尺寸参数对阻抗和截止频率的影响,并利用阶梯过孔减小阻抗不连续性。整体结构的传输性能通过矢量网络分析仪测试的散射参数来表征。测试与仿真结果具有较好的一致性,在DC~60 GHz频段,差分传输结构的回波损耗≤-15 dB,插入损耗优于-1 dB,为超宽带倒装芯片的封装设计提供参考。

差分传声器阵列低频特性优化研究

利用传声器阵列差分信号处理可以获得指向性波束,可用于定向声捡拾或环绕声捡拾,但该处理方式产生了高通滤波作用,降低了信号低频段的信噪比,将影响输出音质。本文提出了一种时变补偿滤波器,在补偿差分信号低频能量的同时避免了引入过多噪声。仿真分析中,信号与噪声分别为chirp信号、高斯白噪声,信噪比为50 d B,时变补偿滤波器较常规补偿方式信噪比提高了约6 d B。音质主观评测结果表明,采用本方法进行低频补偿,可以获得更好的低频音质。

一阶指向可调差分阵列的前后向比分析与优化设计

一阶指向可调差分传声器阵列具有尺寸小、主瓣指向灵活可调、以及阵列响应不随频率变化等优点,因而在音频处理领域得到了重要关注。但差分传声器阵列对阵元失配误差较为敏感,在实际设计中需要予以考虑。前后向比直接反映了传声器阵列对后向噪声干扰的抑制程度,是差分传声器阵列设计中的重要指标。本文从理论上深入剖析了失配误差对一阶指向可调差分传声器阵列前后向比性能的影响,揭示了其中蕴含的规律。在此基础上,针对实际中同时存在随机失配误差情况,提出了一种最差性能优化设计方法。仿真实验和实测实验验证了本文理论分析的正确性和所提优化设计方法的有效性。

提升机驱动电机振动信号的相关差分振子阵列检测方法

针对提升机工作时所处环境背景嘈杂,监测得到其驱动电机振动信号中含噪声多,信噪比低,难于根据振动信号诊断电机可能存在的故障问题,提出利用相关差分振子阵列的方法检测提升机电机设备故障。该方法利用相关分析去除信号中的噪声信号,再利用差分振子阵列对提升机振动信号中可能包含的频率信号进行检测,研究结果表明相关差分振子阵列检测方法可以准确诊断出提升机驱动电机内圈和转轴不对中的故障隐患。

基于相关差分振子阵列的煤矿电机故障诊断研究

针对煤矿电机设备所处环境背景噪声大,设备故障信号的信噪比低,难于诊断的问题,提出将相关差分振子阵列的方法用于煤矿电机设备故障诊断。应用该方法对煤矿电机设备轴伸端振动信号检测,研究结果表明相关分析可以去除电机轴伸端振动信号中的背景噪声,提高了信噪比,差分振子阵列对电机信号中可能包含的不同频率的信号进行检测,可以准确诊断出煤矿电机不对中的故障隐患,是一种新的煤矿电机设备故障诊断方法。

基于差分麦克风阵列和语音稀疏性的多源方位估计方法

差分麦克风阵列为实现小尺寸阵列条件下的声源定位提供了一条重要技术途径。语音信号具有稀疏性,利用该特性可实现基于差分麦克风阵列的多声源方位估计,其中的典型方法为直方图法。针对差分麦克风阵列,本文提出了一种基于时频掩蔽和模糊聚类分析的短时平均复声强多声源方位估计方法。分析了不同阵列尺寸条件下时频掩蔽频带范围的选择问题。该方法具有闭式解,在强混响噪声环境下的性能优于直方图法,并且受阵列尺寸变化的影响较小。为了改善直方图法的性能,基于时频掩蔽的思想,文中还给出了一种修正的直方图方法。混响噪声环境下的仿真实验结果验证了本文所提方法的有效性。

圆形差分麦克风阵列的二阶波束形成器设计

针对二阶差分阵(DMA)在信号频率较低时白噪增益异常问题,提出一种基于二阶圆形差分阵列进行白噪增益最大化的波束形成器设计方法。该波束形成器主要是由L阶差分阵列的一阶输出的权值函数h′DMA和WNG情况下的二阶输出的权值函数h′MWNG构成。第一阶段滤波器确定期望波束图的角度,从而在DMA阵列的波束方向上加入空值;第二阶段滤波器解决第一阶段因为白噪异常而导致的系统冗余,从而导致阵列在低频时白噪异常的问题,以解决DMA在低频时WNG异常的问题。仿真结果表明,在相同的条件下,该方法不仅解决了白噪增益异常的问题而且得到的波束图具有更低的旁瓣级。

基于等边三角形的二阶差分传声器阵列

实现了一种等边三角形结构微型传声器阵列的语音增强方法。不同于以往的线性一阶差分传声器阵列结构和线性二阶差分传声器阵列结构,提出并且验证了一种基于延时相加的二阶三角差分传声器阵列的算法,通过真实环境的检测,证明该算法能够实现12个方向的语音增强,同时方向性信噪比比线性一阶差分传声器阵列增强3～4dB。

基于一阶差分传声器阵列频域LMS语音增强算法

由于语音通信设备的广泛应用和小型化要求,消除其中的噪声干扰成为重点研究内容。采用了一种双通道的语音增强算法。该方法基于一阶差分传声器阵列,并利用频域的最小均方误差自适应算法实现噪声消除。仿真结果表明,所采用的方法相对于时域自适应过程,加快了收敛速度,减小了计算量,并改善了噪声消除的效果,可更好地用于实际。

基于线形差分麦克风阵列和Ambisonic重建的双耳渲染（英文）

双耳录音一般采用放置在人头或仿真头上的录音设备进行录制.然而,随着移动设备、PDA和便携式可视化设备上增强现实系统的普及,如何通过小型麦克风阵列实现双耳渲染成为一个值得关注的热点问题.基于线形差分麦克风阵列设计了双耳渲染系统,该系统结构紧凑,阵列尺寸较小.将麦克风阵列采集信号结合差分波束形成和Ambisonic编码进行声场分解,并且使用虚拟扬声器和Ambisonic解码进行渲染,最终实现双耳空间声场重建.系统中采用仿真信号与实际录制信号对所提方法进行了评估与验证.从仿真结果中选择出了最佳虚拟扬声器布放方式.从主观实验可以证实,与标准双耳录音设备相比,所提方法在方位感和头外感方面可以实现更好的效果.

毫米半径麦克风阵列语音分离系统

随着语音技术的发展,越来越多语音处理系统尝试应用于现实生活。然而在实际场景中,噪声干扰是一个影响语音识别等任务准确率的重要因素。为了克服噪声问题并提升性能,需设计语音分离或增强模块。文中通过结合波束成形与神经网络设计了在毫米半径麦克风阵列场景下的语音分离系统并在语音识别任务上进行了测试。实验显示文中设计的系统对语音识别准确率有一定帮助。该方法可以应用于设备空间受限的场景中以提高性能。

面向通感一体化的非均匀感知信号设计

通感一体化被国际电信联盟ITU确定为6G的六大应用场景之一,而感知信号设计是通感一体化研究中的一个重要议题。传统的均匀感知信号设计具有时频资源开销大、信号设计灵活度差等问题,而非均匀感知信号设计能够解决上述问题。首先对三种非均匀信号设计方法的原理进行梳理和对比,给出非均匀信号设计在感知信号时频资源配置中的应用和链路自适应方法。然后基于vivo公司自研的通感一体化样机平台,对三种非均匀感知信号设计进行了初步的测试验证的性能对比。测试结果表明,非均匀感知信号在显著节约时频资源的情况下,能够取得较好的感知性能。

基于广义互质双平行阵列的二维DOA估计方法

对于给定阵元数目的传统双平行均匀线阵,由于其阵列布局受到空间采样定理限制,阵列孔径不能有效扩展,二维波达方向(DOA)估计的精度和自由度难以得到有效提升。提出一种基于广义互质双平行阵列的二维DOA估计方法。采用两个互相平行的广义互质线阵进行虚拟扩展得到含有较多虚拟阵元的差分优化阵列,并利用该虚拟阵列的协方差信息和互协方差信息构建具有二维角度信息的扩展矩阵,最后通过改进的二维求根MUSIC算法替代传统的二维谱峰搜索算法完成对入射角度的自动匹配与估计。仿真结果表明,所提方法比传统方法的计算复杂度低,且具有更高的估计精度和更大的自由度。

一种自由度增强的级联阵列结构设计

针对空间谱估计中如何利用有限的天线阵元获得尽可能多的自由度问题,在差分合成阵列理论的基础上设计了一种由一个均匀线性阵列和一个非均匀线性阵列级联而成的新型阵列结构。该阵列结构具有明确的阵元排布方式以及闭式的自由度表达形式。相比于现有的均匀线性阵列、嵌套阵列和互质阵列,在给定相同阵元数的条件下,它能提供更多的自由度。这就意味着,它能够分辨更多的目标,或在相同阵元个数和相同目标源个数的条件下,具有更高的角度估计精度。通过详细的仿真对比及分析,验证了所设计阵列结构的有效性以及优越性。

单环螺线差分麦克风阵列结构及性能研究

基于雅可比展开法设计的圆环型差分麦克风阵列,可产生频率不变的空间响应和调向到任意方向的波束图,但受贝塞尔函数在某些特定频率取零值的影响,白噪声增益和指向性因子会出现零陷问题,导致麦克风阵列性能恶化。同心圆环麦克风阵列可以消除零陷问题,但需要的麦克风单元数量较多,且阵列分布面积也较大。设计一种基于阿基米德螺线结构的单环螺线差分麦克风阵列。对比分析了该阵列与圆环型差分阵列在白噪声增益、指向性因子和波束图方面的差异。讨论了螺线参数选取对其性能的影响。仿真结果表明,在同等条件下,单环螺线差分阵列克服了圆环型差分阵列的白噪声增益,和指向性因子在某些特定频率点出现的零陷问题,在不增加麦克风数量的情况下,表现出更优越的性能。随着麦克风数量的增加,阵列形成的波束性能得到进一步改善。

光正交码的两种新递归构造法

光正交码是用于光纤码分多址系统的一种优选地址码,它是一个0,1二元序列族,具有良好的相关特性.运用数论方法提出了2种新的递归构造法,在已知2个码字集合的基础上,通过生成不同的差分阵列,可构造出较多的新的码字集合.