庄端[1]2003年在《高分辨率射频脉冲信号谱估计的研究》文中进行了进一步梳理频率稳定度问题是许多现代电子系统和设备的一个关键性技术问题，近来因频谱仪器日臻完善，频域相位噪声的测量技术在短稳测量技术方面已占主要地位。国内六五、七五、九五期间开展了连续波相位噪声分析仪的研制工作，而雷达脉冲信号的相位噪声测试设备的研制在国内目前尚属空白。本文的目的是对射频雷达脉冲信号的频率稳定度的表征和测试设备的研制进行研究，讨论了雷达脉冲信号的测试方法，主要对谱估计法测量射频雷达脉冲信号相位噪声的系统方案进行理论的分析，并对实现过程中技术上的难点重点问题的解决进行论证。谱估计法测雷达脉冲信号相位噪声的工作原理是：将被测射频脉冲下变频到中频后，根据带通采样定理，利用高速、高精度A/D变换器直接对中频射频脉冲进行采样，再应用软件进行数字信号处理，计算出被测脉冲调制波的单边功率谱。在本测试系统的实现中，高速、高精度的数据采集技术和对采集到的大容量数据进行高效率、高分辨率的软件处理，是系统实现的难点，本文主要对这两个问题进行探讨。首先讨论了在雷达脉冲信号相噪测量中高分辨率频谱估计的不同实现方法，对他们进行了对比，并介绍了本课题实际工作中采用的高分辨率频谱估计的实现方法；最后，给出了一个高分辨率频谱分析的试验系统。第四章则主要针对高速、高精度的中频射频脉冲采样，设计出了采用高速、高精度的商用AD变换器进行数据采集， PCI局部总线作为微机接口总线的数据采集系统方案。
杨远望[2]2004年在《射频脉冲谱估计的研究》文中认为本文重点介绍了应用于脉冲调制信号相噪测试系统的高分辨率谱估计的数据处理方法,以及该测试系统软件的研制。本文主要阐述了脉冲调制信号频率稳定度的时,频域表征方法,指出脉冲调制波频稳宜用相对单边功率谱表征,而不宜用阿仑方差表征;提出了一种新的基于带通采样的中频频谱分析法,导出了系统设计公式,建立了一个脉冲调制波频稳测试实验系统;以Delphi7.0为软件开发工具,采用模块化和面向对象的设计思想完成了脉冲调制信号相噪测试系统软件的研制。对实验系统性能的测试表明:该系统可用于测试脉冲调制波的相对单边带功率谱和相噪功率谱,具有广泛应用前景,该系统软件操作简单、工作可靠,达到了预期目标。
王鑫[3]2008年在《宽带数字接收机的关键技术研究及实现》文中研究表明电子战接收机是电子侦查系统的重要组成部分,它要求在很宽的带宽范围内,对频率信息进行快速、高精度的测量。传统的模拟接收机测频精度较低,多信号分辨与处理能力较差,已经无法满足实际的测频需要。随着数字信号处理理论、算法和大规模集成电路的快速发展,宽带数字接收机已经成为电子侦察系统发展的必然趋势。其中数字接收机能够将输入信号进行A/D变换、数据存储,然后采用许多性能优异、灵活的数字信号处理方法,直接从输出的数字化数据中获得更多信息。因此宽带数字接收机具有瞬时带宽宽、测量参数精度高、分辨能力强的优点。本文的主要工作围绕着宽带数字接收机的关键技术及其实现展开了研究。首先分析了数字接收机的理论模型,针对该结构模型中后端数字处理器件工作速率较低,无法与高速ADC相匹配的问题,简要介绍了两种数据率转换方法,即带通采样和数字下变频技术。又探讨了几种可行的数字接收机结构:欠采样的多信道并行数字接收机结构;数字信道化接收机结构;引导式数字接收机结构。其次对数字接收机中最重要的测量参数之一,即频率参数估计进行研究。介绍了正弦信号频率估计方法。详细分析了几种具有同时多信号处理能力的数字测频算法,并对它们的测频性能进行了仿真。其中主要研究了多路延迟结构的高分辨率谱估计的MUSIC类频率估计方法,在此基础上针对传统MUSIC类算法需要特征值分解、计算量大的缺点,提出了基于多级维纳滤波(Multi-Stage Wiener Filter,MSWF)的MUSIC频率估计方法。实验结果证明MSWF的MUSIC算法和常规子空间分解MUSIC算法具有几乎一样的频率估计精度,但是其运算复杂度却大大降低,使得该方法更适合现代电子战中信号实时处理的要求。然后根据数字信道化接收机要求具有实时分析处理大量数据能力的特点,本文研究了一种高效数字并行分析系统,即采用多相滤波技术实现信道化,并对其性能进行了分析。本文还在基于多相滤波器组粗测频的基础上,采用灵活的测频算法进行窄带,相对慢速的高精度测频,其中简要介绍了直接相位差算法、瞬时自相关算法、曲线拟合算法、线性拟合算法和过零检测算法。在这些测频算法的基础上,根据实际信号环境以及测频精度的要求,本文提出了将加权相位差分算法应用于数字信道化接收机后续精测频中,取得了很高的测频精度。最后从数学模型上描述了整个接收机的工作流程,并对系统进行了仿真和性能分析。此外,本文还针对系统的信号检测过程,提出了一种基于单纯形一模拟退火算法的小波阈值去噪的信号检测方法,该方法为今后信号检测方面的研究提供了一个新的思路,具有一定的理论指导意义。最后在FPGA上实现了多相滤波算法和瞬时精测频算法,并在此基础上研制出了数字信道化接收机的原理样机,随后针对它的每一部分的设计进行了较详细地说明。此外,还对整个数字信道化瞬时测频接收机进行了大量的硬件测试实验,得到了一些真实,可靠的实验数据,并取得了令人满意的测频结果。可见,按照本文所研究的数字信道化瞬时测频算法设计的数字接收机具有结构简单、实时性好、测频精度高、易于在大规模可编程器件中实现等优点,有很好的工程应用价值。
梁晓云[4]2005年在《磁共振成像重建与伪影去除方法研究》文中研究说明磁共振成像技术利用核磁共振原理对人体或生物体的某部分进行断面成像或立体成像,以获得组织和器官的解剖结构、功能结构和病变状况。磁共振成像技术是一种无损体外探测技术,是二十一世纪生物学和医学研究的重要工具。但是磁共振成像重建技术仍然存在重建图像质量不高的问题,临床上期待给出更有效的方法。功能磁共振成像(fMRI)是90年代初磁共振成像技术的一项新发展。该技术基于血氧含量水平依赖对比度机制(blood oxygenation level dependent,BOLD),能够实时地对大脑皮层神经功能活动进行成像,为临床MR诊断从单一形态学的研究到形态与功能信息相结合的系统研究开辟了一条崭新的道路。fMRI以较高的空间分辨率、时间分辨率及完全无损的特性已成为进行脑功能研究的重要工具。较之一般成像技术,回波平面成像技术(EPI)由于采样时间短,能够在几秒之内得到整个脑部的图像,这已成为fMRI广泛采用的一种技术。通过对fMRI中的任务相关的信号改变的分析检测可以确定对应的功能活动。但是,在1.5Tesla的磁场中,任务相关的信号改变范围通常在1～2%之间。为了获得对功能反应的较高检测率,需要高度稳定的信号。在图像采集过程中,有很多因素导致伪影。所有这些干扰因素都对功能激活区域的准确检测及定位造成不同程度的影响,虽然通过改善成像设备的硬件性能、优化扫描参数等措施可以减小这些干扰效应,但去除效果不是太理想。目前主要采用的为k空间校正方法,后处理是一种值得探讨的方法。生理伪影是功能信号检测的主要干扰因素,主要包括呼吸伪影和心脏运动伪影。这些伪影的出现严重影响了脑功能信号的有效检出,必须研究有效的去除生理伪影的方法。针对以上问题,本课题的主要目的有两个方面:一是研究新的磁共振图像重建方法,能重建更高质量的图像,以及对于序列图像重建,如何使时间分辨率和空间分辨率二者之间均衡;二是研究功能磁共振图像中生理伪影的去除方法,使功能信号检测更有效。本文主要的研究成果包括以下几个方面:1)提出了一种非笛卡尔采样的磁共振图像重建方法。对于非均匀采样数据,用非均匀FFT方法对其重建,大大提高了重建图像的速度。同时该方法的加权系数能以多种满足条件的函数形式给出,而已有方法的加权系数是给定的,所以相比之下该方法具有更大的灵活性,精度更高。最终结果表明该方法具有较好的重建图像质量。2)提出了一种基于信息相关性的动态磁共振图像重建方法。该方法利用已获取的两幅高空间分辨率参考图像作为先验信息,通过减少编码方式获取序列中其它数据,采集数据时间减少,重建可得到较高空间分辨率的图像。同时考虑到需要求解的系统为病态的,采用改进的TSVD方法进行正则化,重建序列图像。文中还给出利用其它几种方法实现的结果。结果表明,该方法具有较好的重建效果。3)提出了一种基于功率谱相减去除生理伪影的方法。生理伪影是由具体的周期性生理活动引起的,所以总是对应一定的频率,在功率谱上有较明显的特征。由于脑脊液中体素不包含任何功能激发信号,只含有生理伪影和随机噪声,所以首先选择脑脊液中体素,得到时间序列,估计出噪声的功率谱。然后取感兴趣体素,其功率谱减去脑脊液的平均功率谱,可得到去除生理伪影后的功率谱。实验结果表明该方法能有效地去除生理伪影。4)提出了一种基于空间独立成分分析去除生理伪影的方法。利用空间独立成分分析方法对功能磁共振数据分解,对独立成分对应的时间序列求功率谱,判断是否含有生理伪影,然后将含有生理伪影的独立成分去除并重建去除生理伪影后的数据。实验结果表明该方法能有效去除生理伪影。5)提出了一种基于图像空间数据的欠采样生理伪影去除方法。在利用长重复时间(repetition time,TR)采集的多层数据研究中,采用典型的成像参数(秒数量级),则每层不足以对生理伪影严格采样,得到的时间序列被高频生理伪影引起的混迭谱分量所污染。我们将原来按层排列的时间序列按时间顺序重排列,并对每幅图像取均值,得到一个时间序列,求功率谱,估计生理频率。然后根据频率混迭性质,判断混迭位置,采用滤波器去除呼吸生理伪影。实验结果表明该方法能较好地解决混迭问题,从而较好地去除生理伪影。论文最后给出工作展望:如何重建高质量的磁共振图像,以及如何有效地去除包括生理伪影在内的多种伪影仍然是我们以后的研究工作重点。
景蕾[5]2014年在《基于DSP的相位噪声测量软件设计与应用》文中提出相位噪声是信号短期频率稳定度的频域表征，随着现代电子测量技术的高速发展，电子系统特别是雷达、通信、导航等应用领域中对信号相位噪声的要求越来越高，相位噪声测试成为电子测量领域内的重要内容。在各种相位噪声测试方法中对相位信号的谱估计都是重要的处理环节，信号功率谱估计的算法及其DSP程序设计与实现是其中的关键技术。本课题主要工作是完成相位噪声测量中功率谱估计算法的研究与仿真试验，并在TMS320C6674DSP上实现该算法的程序设计。本文首先简述了相位噪声的相关概念以及课题中用到的功率谱估计算法的基本原理；其次，使用不同仿真信号对两类功率谱估计算法进行估计性能的仿真试验，尤其针对算法的几个重要参数进行了仿真对比试验，通过对仿真结果的研究分析得到了参数对估计性能的影响，提出了一种适用于相位噪声测试中的性能较好的谱估计方法；最后，以CCS3.3、6674DSP功能板作为软件、硬件平台，实现叁种功率谱估计算法的C语言程序设计，利用标准输入信号在PC机和DSP系统中进行了程序调试与结果分析，分析了程序代码的估计性能的可靠性与精确度，并利用该程序代码对实际测得的相位噪声数据实现了读取、谱估计处理与处理结果传输等功能。实验结果表明，程序基本实现了相位噪声测量中的功率谱估计功能。
叶佳木[6]2015年在《基于宽带激光声源的水下目标估计》文中指出随着海洋经济的发展,水下探测领域的应用价值越来越高,比起使用电磁波的方法,在水下传输中利用水声作为媒介可以有更低的损耗,探测距离更远；但是传统利用声呐的水下探测手段具有一定的局限性,比如测绘效率比较低下,探测范围有限,无法在暗礁等危险区域进行测量；而激光致声作为一种新型的宽带声源,可以在空中机载平台发射强激光脉冲,在水面通过光学击穿等形式完成光声转换后,以声信号的形式继续在水下传输,通过目标反射后可以在空中检测回波信号；激光声信号不仅具有高强度,时域窄脉冲,频域宽频谱等优良特性,而且机载平台测绘效率高,可以对危险海域进行探测,是一种非常有潜在应用价值的声源；本论文首先介绍了激光声源的发展历史及其优点,传统水声目标探测方法的优缺点,然后给出了激光声信号的一些理论；对于激光声这样一种快速衰减的瞬时信号,传统谱估计方法无法获得很高的频率分辨率,所以本文提出了一种使用Prony算法将信号分解成一系列衰减正弦波来实现对频域功率谱准确估计的方法,文中介绍了AR谱估计的相关理论推导,并且分析了不同求解算法的优劣和Prony算法改进的方法；由于声信号在水下信道的传播模型复杂,反射模型还受材料,尺寸,形状等诸多参数影响,使用有限元分析软件COMSOL来对声-固耦合模型进行了稳态仿真和瞬态仿真；在稳态仿真中计算目标对球面波信号的反射特性,并且通过理论分析对仿真结果进行了相关的验证,提出了一种通过单个宽带声脉冲来估算声学平板材料厚度的方法,并且结合仿真结果验证了其有效性。在瞬态仿真中分析了高斯点声源与反射目标相互作用的过程,并且应用Prony算法对入射信号和反射信号频谱进行计算,继而对平板声学材料的厚度进行估算,验证了厚度估计方法对瞬时信号也同样适用,然后利用声散射模型,反卷积算法进行了对目标尺寸的简单估计,结合瞬态仿真数据进行了简单的验证。最后在消声水池中做了相关的验证试验,测量有机玻璃和橡胶两种平板声学材料的厚度,估算误差分别是3.08%和5.12%；最后对误差进行了相应的分析解释。在千岛湖船载设备上对湖底岩石区域进行了简单的尺寸估算,采集数据并对其做了相关分析计算。
陈晓龙, 王家礼, 孙璐, 冯丹[7]2012年在《脉冲调制信号相位噪声测量中的功率谱估计方法》文中研究指明针对脉冲调制信号相位噪声测量中的噪声功率谱估计问题,建立了信号相位噪声的数学模型,分析了信号相位噪声与噪声功率谱之间的关系,提出了一种基于Welch法的噪声谱估计方法.该方法依据被测信号脉冲调制参数选择Welch法的数据分段和窗函数长度.仿真实验结果表明,该方法较传统的快速傅里叶变换方法或自相关法具有更好的谱估计性能.
严金海[8]2006年在《声、毫米波复合寻的系统目标识别与定位技术研究》文中研究说明本文来源于(?)项目。论文系统研究了基于声、毫米波复合(?)寻的系统的目标识别和定位问题。被动声探测基本不受地形、地物影响，功耗低，不仅能识别目标，还可以对目标粗略定向，是智能地雷的首选。毫米波雷达低仰角性能好，不受烟雾的影响，对目标测距、测角的精度较高，与声复合后可以弥补声对目标定位精度上的缺陷。目标声信号特征提取采用了信号能量特征检测、AR谱、过零率和小波分析等方法，目标的声识别则采用人工神经网络方法，神经网络具有记忆和学习功能，有利于提高目标的识别率。在提取了目标毫米波高分辨距离像后，探讨了模糊方法在雷达目标识别方面的应用。模糊方法能可靠地区分完全未知的干扰目标。而在获得大量毫米波雷达待识别目标样本的情况下，利用神经网络强大的非线性和自组织能力能够获得很高的分类精度。提出了声与毫米波雷达的信息融合方案。融合后会使目标识别率提高，保证地雷准确攻击目标。最后，以封锁跑道智能地雷为背景，针对因地形等造成目标俯仰角±8°误差、传播延时造成目标声方位角±8°误差的特点，提出用空间五元阵估计目标俯仰角、方位角的方法。采用了基于广义互相关法估计时延的目标声定向方法，用声进行预警和初部定向，毫米波雷达精确定向和测距。毫米波雷达采用脉冲频率步进体制，解决了地雷电源功率有限而探测距离要远、精度又要高的矛盾。采用天线圆锥扫描扩大天线搜索范围，实现了与声的定向精度匹配和雷达目标角度自动跟踪。声与毫米波复合，不仅解决了因地面凹凸不平造成射击精度变坏的问题，也提高了目标搜索和跟踪精度。采用了数字随动系统方案，把雷达天线与战斗部同轴，在俯仰、方位两个自由度搜索跟踪目标。提出了依目标地雷视线与航路捷径夹角将目标区域划分为搜索、跟踪、脱靶叁个区域的方法，这样电机的角速度只需最大转速的1／3，使得随动方案的工程应用成为可能。独立完成了随动系统原理样机，该系统带动与战斗部同轴毫米波天线进行扇型扫描，在国内首次实现了随动系统与声阵列配合对直升机等目标的自动跟踪。
邢小鹏[9]2018年在《基于时空信息融合的雷达辐射源个体识别系统设计与实现》文中研究说明辐射源个体识别,又称特定辐射源识别(Specific Emitter Identification,SEI)或“指纹”识别,指通过测量接收的电磁信号,依据一定的准则或先验知识确定产生信号的发射机个体身份的过程。在军事领域,该技术可以实现精确的跟踪和打击,是高层次信息融合的重要依据,同时也是态势估计的重要支撑。在民用领域,可应用于无线接入认证、电磁频谱监管和其他公共安全项目中。目前国内针对该技术的研究,由于设备造价高昂、算法不稳健等限制,往往在实验室环境下性能较好;但是在实际非理想信号环境下,噪声和多径等干扰的存在导致个体特征不稳定,分类器性能下降,达不到识别的要求。针对以上问题,本文就雷达辐射源个体特征提取、信息融合模型的改进和最小验证系统设计等方面重点进行研究。主要内容如下:1、以实际信号环境和常用的单通道、I/Q双通道接收设备为依据,构建两种接收信号模型;总结典型脉冲信号的个体参数估计方法并进行相应的仿真,归纳算法的优点,同时分析算法的局限性。2、针对常规雷达辐射源个体特征维度高、冗余信息多、噪声大的问题,研究基于贝塞尔曲线拟合的辐射源个体特征提取算法。该方法采用贝塞尔曲线对常规特征进行拟合,将拟合后控制点的空间散布作为个体特征向量。实验表明,与传统个体识别方法相比,在不显着降低识别率的情况下,本文提取的特征维度更低,占用存储空间更小,识别效率更高,适用于大规模数字化处理。3、针对常规单分类器在实际应用中容易受外界环境变化导致输出不稳定、基于决策层的信息融合模型输出结果不理想的不足,本文提出基于Dempster-Shafer(DS)证据理论的改进递归集中式时空信息融合模型。该模型继承了传统递归集中式信息融合模型的优点,同时又有效降低了识别过程中个别分类器失效以及融合次序对模型输出带来的不利影响,增强了对真目标的支持度,相对地降低了对其他假目标个体的支持。实验表明本文提出的改进模型利于并行运算、实时性好且性能稳定。4、针对目前国内研究辐射源个体识别技术多数以理论仿真为主、缺乏验证设备进行外场实测的不足,设计基于FPGA的辐射源个体识别最小验证系统,该系统可实现对广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)信号的采集、存储、解码、个体特征提取、数据库存取和聚类识别等功能。外场实测表明,该系统的平均个体识别准确率达到88.3%。
参考文献：
[1]. 高分辨率射频脉冲信号谱估计的研究[D]. 庄端. 电子科技大学. 2003
[2]. 射频脉冲谱估计的研究[D]. 杨远望. 电子科技大学. 2004
[3]. 宽带数字接收机的关键技术研究及实现[D]. 王鑫. 哈尔滨工程大学. 2008
[4]. 磁共振成像重建与伪影去除方法研究[D]. 梁晓云. 东南大学. 2005
[5]. 基于DSP的相位噪声测量软件设计与应用[D]. 景蕾. 西安电子科技大学. 2014
[6]. 基于宽带激光声源的水下目标估计[D]. 叶佳木. 浙江大学. 2015
[7]. 脉冲调制信号相位噪声测量中的功率谱估计方法[J]. 陈晓龙, 王家礼, 孙璐, 冯丹. 西安电子科技大学学报. 2012
[8]. 声、毫米波复合寻的系统目标识别与定位技术研究[D]. 严金海. 南京理工大学. 2006
[9]. 基于时空信息融合的雷达辐射源个体识别系统设计与实现[D]. 邢小鹏. 战略支援部队信息工程大学. 2018
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