一种大功率梳状谱微波产生方法

梳状谱微波通常指具有中心频率,频谱分布与梳子形状相似,在一定带宽内多个频点具有能量分布的电磁波。梳状谱微波在电子对抗方面具有其它对抗方式所不具备的独特优势,在通信对抗、雷达对抗等领域显现出了极好的应用前景。该文介绍了一种大功率梳状谱微波产生方法,利用路径编码脉冲压缩技术将宽带连续波源产生的微波进行压缩,获得了中心频率2.85 GHz、频带宽度1 GHz、频谱间隙250 kHz、峰值功率160 kW的梳状谱微波。后续实验进一步表明,利用该方法获取的梳状谱微波的中心频率、频带宽度、频谱间隙都是灵活可调的,能够应用在多种电子对抗场景当中提升对抗干扰能力。

遥测振动信号功率谱密度压缩算法

针对弹载飞行期间传输带宽受限的问题,设计出了一种遥测振动信号功率谱密度压缩算法,将传输遥测振动信号转化为传输功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)信号。通过比较不同窗函数的特性,选取出最适合遥测振动信号的截断函数。并且,采用频域平均法减少随机分量对谱分析结果的影响,实现对数据的压缩。Matlab仿真结果表明,选用汉宁窗能够有效抑制旁瓣电平削弱频谱泄露现象。该算法将数据量压缩至5%,大大提高了弹载飞行的传输效率。

基于广义功率谱密度的分布压缩宽带频谱感知

为实现在Alpha稳定分布噪声下宽带频谱感知,扩展了传统功率谱密度概念,提出广义功率谱密度的概念,在此基础上提出基于广义功率谱密度的分布压缩宽带频谱感知。此方法能有效地抑制Alpha稳定分布噪声。首先,将接收的宽带信号进行分数低阶处理,计算自相关函数,再结合压缩感知原理将分数低阶自相关向量压缩和融合重构,最后经傅立叶变换得到广义功率谱密度。仿真结果表明,该方法具有良好的宽带功率谱密度估计性能,在Alpha稳定分布噪声下能较好地完成宽带频谱感知。

基于功率谱估计的管道腐蚀超声波内检测数据压缩研究

在管道内内独立运行的管道超声波内检测器扫描管壁腐蚀情况时,将面临海量数据存储问题。本文通过大量实验和理论研究,提出利用管道壁厚的测量范围,存储一定频率范围的功率谱,实现A扫描数据压缩。该方法在提高数据压缩比(如100M采样率时压缩比达到11.8%,50M压缩比达到23.6%)的同时,压缩信号还原后与原始信号的近似相关度仍然能保持97%左右,且计算简单,运算速度快,还原信号清晰可实现在线压缩,符合工程的要求。

形成线脉冲压缩技术在超宽谱技术中的应用

分析了基于同轴Blumlein线的高功率脉冲源对低阻抗短形成线充电、实现脉冲压缩的基本原理,给出了理想情况下,脉冲压缩后输出的高功率超宽谱脉冲电压、功率增益及能量效率计算公式。利用电路仿真软件建立了脉冲压缩电路模型,通过模拟验证了理论分析。模拟了实际主脉冲波形对输出脉冲的影响,结果表明:低阻抗压缩线充电时间变长、充电电压峰值降低;通过在前级脉冲源与脉压形成线之间增加一定长度传输线,可以有效提高压缩线充电电压。针对典型的同轴Blumlein线高功率脉冲源———紧凑Tesla型高功率脉冲源CKP-1000,设计了脉冲压缩装置和测量系统,建立了完整的脉冲压缩实验系统,开展了脉冲压缩试验。该脉压系统可将4.5ns输入脉冲压缩为前沿940ps、半高宽约1ns的亚纳秒脉冲,实现了约2.2倍的功率增益。实验数据与理论分析基本吻合。

基于非整数阶SSC盲移频的LFM雷达干扰技术

传统频谱扩展与压缩(SSC)盲移频干扰的阶数为整数,为了实现精确的位置干扰,需要调整不同的处理延时,在实际应用中存在一定的局限性。该文对整数阶盲移频技术进行了改进,提出了一种基于非整数阶SSC盲移频的LFM雷达干扰技术。该技术在干扰机处理延时不变的情况下,通过改变SSC盲移频的阶数来实现精确的位置干扰。该文推导了一种高效的非整数阶SSC盲移频干扰实现方法,同时通过Newman序列控制信号的初相来减小压制干扰信号的峰均比(PAPR)。仿真结果表明,该文算法在指定干扰机处理延时的情况下,可以实现假目标欺骗干扰和相参密集压制干扰,能够有效对抗脉冲压缩体制雷达,具有较好的工程应用价值。

宽带压缩感知信号源个数估计算法

基于压缩感知的信号采集系统是目前宽带信号采集的重要发展方向,将其应用于通信侦查或频谱监测等宽带接收任务时,接收信号实际是处于宽带频率范围内的多个时域重叠的窄带信号,此时多分量压缩感知信号中的信源个数就成为后续信号处理的关键。本文针对调制信号在循环平稳域具有稀疏性和可区分性,提出一种基于重构稀疏循环谱特征的信源个数估计算法。算法以重构误差的变化率作为迭代终止条件,应用改进的正交匹配追踪算法重构混合信号的循环谱,并应用循环谱的对称性实现信源个数估计。仿真表明,算法在-12dB条件下,信源个数估计准确率可以达到99%。

用于心电信号的能量最大化模拟信息转换系统

现有便携式心电采集系统需要低功耗高分辨率的模拟数字转换模块,虽然基于脉冲宽度调制的模拟信息转换器(AIC)可以有效降低系统的采样速率,但是该系统量化部分的转化时钟与量化精度成正比,因此存在功耗过高的问题。依据心电信号的能量不均衡特性,提出一种基于功率熵的精度可调时间-数字转换模块(TDC)设计方法。以能量最大化作为设计准则的基本思想,通过分析ECG信号的功率谱熵,确定系统观测向量所需的最小量化精度,实现AIC时间编码系统的优化设计。测试结果表明,该设计方法能够在压缩比为4,重构信噪比为38.91 dB,重构精度为0.36%的情况下,在采样心电信号的同时减少了80%的TDC内部时钟动态翻转,从而有效降低功耗。

磁压缩系统中热脱附杂质粒子研究

磁压缩系统为俄罗斯实验物理研究院提出的核聚变方案。磁压缩系统腔室中杂质粒子可能来源于热脱附、等离子体刮削器壁等途径。利用ANSYS工具模拟5 MA脉冲电流流过腔室,并给出电极温度的二维分布图,结合研究小尺寸铜样品上杂质的解吸附来分析磁压缩系统腔室中热脱附过程产生的杂质粒子。通过测量3keV的Ar^+离子入射到Cu(110),Cu(111)样品表面的飞行时间谱,分析样品表面吸附的杂质种类,以及样品表面杂质含量随温度的变化关系。研究表明杂质粒子含量跟电极温度有关联性,且跟电极材料表面结构相关。

基于NPEC-OMP的语音增强算法

在基于压缩感知的语音增强技术中,由于传统OMP算法的去噪是通过经验选择阈值或者控制迭代次数实现的,去噪效果不是很稳定,提出了基于噪声功率谱估计终止准则的OMP算法(OMP algorithm based on termination criterion of noise power spectrum estimate,NPEC-OMP),该算法将改进的最小控制递归平均算法得到的噪声功率谱估计值作为OMP算法的迭代终止阈值,然后应用于不同噪声源和信噪比的语音增强处理中。通过该算法和传统的谱减法、子空间法在语音增强中应用对比,结果表明所提方法在不同噪声条件下的语音增强效果都高于其它两种,可以适应的信噪比范围大于传统去噪方法。

基于功率谱特征的心电数据小波压缩方法

利用心电功率谱特征,探索心电数据压缩新方法。用小波分解心电信号为高频与低频分量,对低频分量继续分解达到要求的级数,对高频分量则根据其所在频段的能量,对临床诊断的价值加以取舍。对MIT生理信号数据库心电数据的压缩与还原分析表明,该方法平衡了压缩比与还原精度之间的矛盾,既具有较高的压缩比,又具有较高的还原精度,而且对信号的适应性也明显增强。另外,该压缩方法还具有一定的去噪作用。说明结合心电功率谱特征与小波变换方法压缩心电有其优势。

超宽带穿墙雷达压缩感知成像中chipping序列的设计

在超宽带穿墙雷达压缩感知成像中，常常使用Rademacher序列作为模拟信息转换器的chipping序列。而这种序列的功率谱类似于高斯白噪声的功率谱，它与回波信号的功率谱不匹配，导致低速采样前信号的信噪比偏低，最终影响了成像效果。文章从低速采样前的平均信噪比最大化入手，构建设计匹配chipping序列的优化算法以导出其成立的条件，给出一种使用马尔科夫链游程长度受限（RLL）序列来设计匹配chipping序列的解决方案。仿真结果表明，使用马尔科夫链RLL序列设计匹配chipping序列的成像结果优于Rademacher序列，其图像的信噪比提高2～3dB。

压缩感知在HXD2机车电机轴承故障中的应用

为了有效地对机车电机轴承故障进行监测与检测,本文采用基于压缩感知的信号采样理论方法,对HXD2机车电机轴承的内圈故障、外圈故障、滚动体故障3种不同故障进行了诊断和信号分析处理,以实例论证了该方法的可行性,指出该方法能够可靠地分析和有效地诊断轴承故障,保障机车电机运行可靠性,进而成为保证机车安全性、可用性、可维护性的决定因素。

基于功率谱压缩-平移的多通道联合变换相关识别方法研究

为了充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽,提高光学相关识别技术的并行处理效率和识别准确度,提出了基于功率谱压缩-平移算法的多通道联合变换相关识别方法,该方法将峰值位置变化的标准差作为相关识别的判据。在输入空间光调制器的不同区域加载场景图像和N幅参考图像,然后在图像上分别叠加经迭代算法优化的相位模板,使得场景图像的傅里叶谱和每一幅参考图像的傅里叶谱在频谱面的不同空间区域相干叠加。调节相位优化算法的约束参量,使得每个通道的联合变换功率谱互不干扰,可实现N个通道的并行处理。分析了不同优化相位的傅里叶谱的局域峰值杂波均值和相关输出的峰值位置变化标准差之间的关系,并将其作为相位优选的依据。研究结果表明,在所提实验和数值模拟参数条件下,多通道联合变换相关识别系统可以在不增加经典相关识别系统复杂度的前提下,实现16通道的并行处理,这对光学相关器的实用化具有重要意义。