改进的最小方差无畸变响应波束形成方法

提出一种改进的最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成方法,通过调节波束形成的权向量设计中的增强因子来改善其方位分辨力,并且不以牺牲信号与干扰+噪声比增益为代价.仿真结果表明,所提出的方法可以有效改善MVDR波束形成的方位分辨力,且不损失MVDR波束形成的信号与干扰+噪声比增益.

匹配场定位强干扰抑制最小方差无畸变响应处理技术

针对强干扰条件下的弱目标定位问题,提出强干扰抑制最小方差无畸变响应匹配场处理技术。其原理是约束对所探测方位的响应为1,以及对强干扰方位的响应为0,同时使输出能量最小。建立了相应的最优化问题,推导得出处理器的闭式解。通过弱目标位于强干扰正下方的实例,验证了该方法的有效性。仿真结果表明,在低信干比情况下,该方法较常规处理器以及对角加载最小方差无畸变响应处理器有更高的目标探测性能,在信干比接近0时,可消除旁瓣所引起的虚假目标。

快速收敛最小方差无畸变响应算法研究及应用

常规最小方差无畸变响应(MVDR)自适应波束形成是一种高分辨窄带波束形成器,它是利用实际声场的窄带互谱密度矩阵(CSDM)估计出自适应波束形成权向量。在实际应用中,MVDR算法需要较长的观测时间估计协方差矩阵,不利于对高速运动目标进行定位;对于宽带目标信号,MVDR算法需要对每一个CSDM进行求逆运算,计算量较大;在相干源条件下,目标信号之间会发生"对消"现象,MVDR算法性能急剧恶化。本文提出了基于子带子阵处理的快速收敛MVDR自适应波束形成方法。首先将全频带划分成一组子带,将接收线阵划分成一组子阵,然后对每一子带计算降维的驾驶协方差矩阵(STCM),从而得到快速收敛MVDR自适应波束形成的权值和空间谱估计结果。同时采用双向空间平滑方法对相干源进行MVDR空间谱估计。仿真和海试数据处理结果表明该算法在保证高分辨力的同时,具有瞬时收敛的性能,双向空间平滑技术具有良好的解相干性能。

管道内壁图像无畸变重建及摄像机标定研究

在视频管道检测系统中重建管道内壁图像时必须解决图像畸变与摄像机标定问题。针对无锥面反射镜的简化系统,在针孔成像模型下,分析了如何利用一个标定参数将全景图像重建成无畸变的内壁展开图像。提出一种新的摄像机标定方法,利用已知直径的圆在两个不同位置拍摄图像,通过曲线拟合求出其像的直径,进而得到该标定参数。实验证明了这种标定方法具有操作简单、精度高等特点。

柱面场景无畸变的折反射全景成像系统

提出了一种基于透视成像模型的柱面场景无畸变的折反射全景成像系统设计方法,该方法 利用系统柱面场景无畸变成像要求和视场角确定反射镜面形。根据这一方法设计制作了高次旋转对称非球面反射镜,并用该反射镜和CCD摄像头建立了全景成像系统,实现了对360°柱面场景的无畸变成像。

无畸变传输线方程的解析解

对均匀传输线方程作拉氏变换,得出线上电压电流的复频域解,在无畸变的条件下,根据拉氏变换表和拉氏变换的有关性质,得出了线上电压电流在阶跃激励下的时域解,通过计算实例验证了该算法的有效性。

端接非线性负载的无畸变传输线瞬态分析半解析法

对带非线性负载的无畸变传输线瞬态分析问题,利用Volterra积分方程,建立了一种半解析方法。该方法利用Baum-Liu-Tesche(BLT)方程得到频域输入导纳、短路电流,然后利用级数展开和傅里叶变换的性质,得到Volterra积分方程中输入导纳、短路电流的瞬态解析表达,简化了Volterra积分方程,并可以避免奇异积分。

一种基于无畸变取样的高能激光能量计校准装置

为解决传统的全吸收型激光能量计存在的量值上限问题,提出一种采用无畸变取样的新型激光能量校准装置。该装置主要由透射式光学元件及标准探测器组成,利用透射式化学元件反射的弱光以降低校准系统对标准探测器的量程要求。文中给出该校准装置实现高能激光能量测量装置校准的原理和方法,并给出该套校准装置的不确定度评定方法。该校准装置一方面可以测量激光器的输出能量,另一方面可以校准现场用的其他高能激光能量测量设备。

无畸变传输线接电感负载时的波过程及算法分析

对于无畸变传输线接电感负载的情况,目前还不能直接通过对其复频域解作拉氏反变换以获得其时域解。本文根据无畸变传输线上行波的传播和反射规律,运用拉氏变换的时域卷积定理计算终端的反射波,在此基础上提出了一种求解线上电压电流暂态响应的递推计算方法,并通过一种特定情形证明了引入时域卷积定理分析线上电压电流波过程的可行性,文章最后给出了计算实例。

基于分子阵预处理的最小方差无畸变响应波束形成方法

针对最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成中背景噪声和旁瓣级对弱目标检测影响问题,提出了基于分子阵预处理的MVDR波束形成方法。该方法首先对线列阵接收数据进行分组处理;然后按搜索角度对各组数据进行相移、相加处理,得到一组新数据;最后按MVDR波束形成思想对该组新数据进行处理,可得到低背景噪声和旁瓣级波束。理论推导分析、数值仿真和实测数据处理结果均表明,该方法对线列阵接收数据进行了分子阵预处理,相比MVDR波束形成,有效提高了线列阵接收数据协方差矩阵中信号含有量和信噪比,输出背景噪声级和旁瓣级得到了10dB以上的改善,降低了背景噪声和旁瓣级对MVDR波束形成检测弱目标的影响,提高了MVDR波束形成对弱目标的检测效果。

基于阵列信号的重型商用车声源的最小方差无畸变响应估计

以声源的阵列测试信号为基础,建立了运动声源的观测方程。通过计权因子的优化,确定了声源特征函数的最小方差无畸变响应估计方法。对重型商用车声源识别结果说明,利用最小方差无畸变响应估计能较常规波束成形更好地识别出噪声源。

声圆阵模态域最小方差无畸变高分辨方位估计

空间目标方位估计是阵列信号处理研究领域的热点问题,广泛应用于国民经济及国防建设等众多领域。相较于传统均匀线列阵,圆阵在波束形状保持不变的条件下可提供360°全方位角估计。然而,现有大多数圆阵模态域方位估计方法均以电磁波为信号载体开展研究,很少讨论水下声场条件下如何建立圆阵模态域信号模型,同时,鲜有文献采用最小方差无畸变处理器进行圆阵模态域高分辨方位估计。鉴于此,文中以水下声波散射理论为基础,构建圆阵接收信号模型,利用模态域变换矩阵将阵元域接收数据转换为模态域信号,并将最小方差无畸变处理器引入圆阵模态域方位估计领域,提出一种基于声圆阵模态域的最小方差无畸变高分辨方位估计方法。计算机数值仿真结果表明,与传统波束形成方法相比,所提出的方法在单目标和双相干源目标环境下,均具有更尖锐的谱峰和更低的旁瓣水平,即较高的空间分辨能力和更精确的方位估计精度。

传输线无畸变传输条件的教学方法

传输线广泛出现在电能和信号传输中,它在传输非正弦周期信号时会出现稳态波形畸变。为了避免畸变,必须依据无畸变传输条件合理选择传输线参数。本文将"信号与系统"、"电磁场"和"电路理论"等课程中无畸变传输概念贯通,利用傅里叶级数和传递函数,导出线性时不变网络无畸变稳态传输的一般性条件;由此获得传输线无畸变稳态传输条件;并分析媒质无色散传输条件和传输线无畸变传输条件的差异。

一种声矢量阵最小方差无畸变方位估计算法

针对声矢量阵最小方差无畸变(AVAMVDR)算法,综合考虑角度分辨与单边指向特性,提出一种改进的AVAMVDR(IAVAMVDR)方位估计算法。从空间功率与子空间分解两方面分析了传统AVAMVDR算法特性;利用解析振速与声压-振速抑制各向同性噪声能力,介绍两种协方差矩阵构造方法,并在此基础上实现目标方位估计。理论分析表明,IAVAMVDR算法有效减小了信号子空间影响,使得主瓣更窄、旁瓣更低,并具有一定的抗左右舷模糊能力;仿真与实测数据均证明了该算法的有效性。

基于中心无畸变区的摄像机比例因数和光学中心的标定方法

针对广角镜头,利用标定模块的几何特征和透视成像特性,提出了基于中心无畸变区的比例因数和光学中心的标定方法,并对其进行了试验验证。结果表明该方法原理简单,标定过程易实现,具有较高的精度。

基于鲁棒自适应最小方差信号无畸变响应波束形成的高密度数据室内组合方法研究

当单点高密度采集数据一致性处理不完全时,均匀加权的室内组合会导致地震数据高频信息的损失。从波束形成理论的角度引入余弦窗、汉明窗、布莱克曼窗,通过调节权重矢量减小组合对数据的影响,考虑到窗函数作为权重矢量对数据的适应性较弱,进一步研究了基于主成分分析(principal component analysis,PCA)的鲁棒自适应最小方差信号无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)加权组合。Marmousi2模型正演模拟数据测试结果表明:相比于均匀加权组合,基于PCA的鲁棒自适应MVDR加权组合实现了信号保真与信噪比的有效统一,对深层地震数据信号的保护作用更为明显,信噪比也得到进一步提高。研究成果丰富了单点高密度地震数据的室内组合技术,拓宽了理论研究思路。

CW脉冲回波信号的最小方差无畸变响应自适应检测

建立了适用于解析时间序列信号检测的最小方差无畸变响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)自适应处理模型(Time Series MVDR,TSMVDR),并针对CW声纳脉冲回波信号,通过构造解析信号和分段近似处理给出了相应算法(Algorithms of TSMVDR on CW pulse signal,AWMVDR),并进行了数值仿真研究。研究结果表明:对于CW脉冲信号:(1)在较高采样率的条件下,AWMVDR可以实现CW脉冲信号稳定的自适应检测;(2)AWMVDR较常规线性相关检测具有更高的脉冲参数估计精度和时间分辨力;(3)AWMVDR的实现需要付出较高采样率和更大计算量的代价。

应用于Lamb波的最小功率无畸变波束形成算法

在利用Lamb波进行板状结构损伤检测时,采用经典最小功率无畸变波束形成算法可以获得较高的损伤成像精度,但仍无法避免频散效应对成像精度的影响,且该算法存在谱矩阵求逆运算复杂、奇异谱矩阵无法求逆等缺陷,显著降低计算效率。为解决上述问题,本文提出了更适用于Lamb波检测的改进型最小功率无畸变波束形成算法。该算法在频域进行波束形成以解决频散对成像的影响,并结合最小二乘递推法与对角加载法来进行谱矩阵求逆,以提高计算效率。实验及仿真结果表明,该算法能有效去除频散对损伤成像结果的影响,从而有效地解决了传统波束形成算法的成像结果中存在伪影,且成像分辨率低的问题;同时解决了谱矩阵求逆困难的问题,使得计算时间显著缩减。

微电网不对称故障模式下IBDG运行特性及无畸变限流保护研究

微电网安全可靠的运行离不开精确地控制和保护。由于微电网中微电源自身的特点,使孤岛微电网中的电气量的变化在故障情况下与传统大电网有很大的差别。因此,研究不同故障情况下IBDG的运行特性以及它们对微电网系统故障特性的影响至关重要。本文研究了孤岛微电网不对称故障模式下IBDG的运行特性,对电气量的变化做出了定性分析。在不对称故障情况下针对传统的限流造成的电压电流畸变,采用无畸变限流方法,减少系统中的谐波分量。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了由三台逆变器组成的微电网的仿真模型,设置故障参数并进行仿真研究,验证对微电网故障情况下IBDG的运行特性及无畸变限流理论分析的正确性。

特征平行直线的成像畸变现场校正

针对畸变对成像测量的影响,通过对摄像机畸变模型的分析,提出了一种基于特征平行直线的畸变现场校正方法.该方法分两步,非线性径向畸变的校正和透视畸变的校正.首先,提取图像中包含的多条特征直线,然后通过迭代法将成像后的弯曲直线拉直的方法获得系统非线性径向畸变参量,再用这些参量对非线性径向畸变进行校正,得到去非线性径向畸变的图像.通过对图像中的特征平行直线进行拟合,获得系统的透视畸变参量,并以这些参量反演迭代实现对透视畸变的校正,进而得到去透视畸变的图像.实验和仿真结果表明:该方法通过两步法利用图像中的特征平行直线先验知识能够有效实现对成像中多种畸变的一靶现场校正;对像机径向畸变和透视畸变的校正后相对误差均达到5%以内,适合于工程中基于图像的测量和目标识别中目标无固定位置的复合畸变的现场校正.