宽带信号的数字测向算法研究

数字测向是电子侦察领域的一项重要内容。本文介绍了多基线测向算法,时其解模糊原理及范围作了深入分析,并给出了常见宽带信号的数字鉴相算法。该算法时这些宽带信号采用非线性变换,将其变为常规信号后进行处理,估计出该宽带信号的方向。本算法在较低信噪比条件下仍有较高精度。     

基于频偏校正的正弦波频率估计算法

提出了一种新的正弦信号频率估计方法。利用FFT对信号频率作粗估计,然后对原信号下变频至基带。对基带信号作相位差分,估计频偏。最后对粗估计进行频率校正,使估计性能得到提高。在整个频段上该方法与R ife算法性能互补,在此基础上又提出了综合方法。仿真结果表明,该频率校正算法实现简单,运算量小,且性能不随被估计信号的频率分布而产生波动,在适度信噪比条件下均方根误差小于1.5倍的CRLB,具有广阔的应用前景。     

一种新的北斗定位信号时延消除方法

本文分析了北斗卫星信号在传播过程中的电离层时延及对流层时延误差,提出了一种新的定位信号时延误差的估计方法,利用该方法可以在原霍普菲尔德修正模型的基础上进一步消除时延,从而提高定位信号的解算精度。     

基于经验模态分解的有限阵元宽带自适应阵列DBF方法

针对有限阵元条件下宽带自适应阵列自由度不够和抗干扰性能下降的问题,提出一种基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的宽带自适应阵列数字波束形成(Digital beamforming,DBF)方法。该方法首先对阵元接收的快拍数据进行EMD处理,然后对各个模态函数矩阵应用线性约束最小方差(Linearlyconstrained minimum variance,LCMV)波束形成算法求解自适应权矢量,最后对信号进行重构。与传统的基于快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)子带自适应阵列方法相比,该方法具有以下优势:适用于阵元数目受限的宽带自适应阵列,无需事先指定模态函数划分的频段,可以提高阵列处理的自由度。仿真验证了所提方法的有效性。     

双平行线阵中基于Euler变换传播算子的二维DOA估计算法

考虑双平行线阵中非圆信号二维波达方向 (Direction of arrival,DOA) 估计问题,提出了一种基于Euler变换传播算子（Propagator method,PM）的二维DOA 估计算法。该算法利用非圆信号的特性,扩展了接收数据矩阵,使得角度估计性能优于二维PM算法。同时采用Euler变换把非圆PM算法中的复数运算转换为实数运算,降低计算复杂度,角度估计性能逼近非圆PM算法。该算法可以实现二维角度的自动配对,与传统PM算法相比,可同时估计出更多的信源。该算法的优越性均可在文中得到验证。     

非线性调频信号参数估计算法

分析了非线性调频（NLFM）信号参数估计问题，提出了利用二次相位差分使相位降阶，使NLFM信号的参数估计转化为成熟的正弦波频率估计，而NLFM信号参数估计算法从三维搜索简化为三次一维搜索，既减少了计算复杂度，又有利于工程实现；另外从正弦波频率估计问题出发推导出对信号参数α3估计的最佳相关延迟量为2T/7,向时还考虑了延迟相关对信号信噪比的影响，发现一次延迟相关信号信噪比至少下降3dB，两次延迟相关至少下降7dB，而且信噪比越小，下降越多，因此该算法适用于高信噪比条件，仿真结果表明，该算法在较高的信噪比条件（RSN＞2dB)下具有较好的性能。     

基于CPSOGSA算法的威布尔参数估计及其在民机设备可靠性评估中的应用

为了解决小样本条件下民机装备可靠性模型参数的估计问题，本文提出一种基于收缩系数的粒子群万有引力搜索算法（Contraction factor Particle Swarm Optimization-Gravitational Search Algorithm,CPSOGSA）的参数估计算法。该方法提升了粒子群算法寻优性能，有效提升威布尔模型的参数估计精度。通过算例证明：该方法可以很好地用于民机设备的小样本可靠性参数估计，估计结果具有较高的精度，且耗时更短，表明了该方法的有效性和可行性。     

基于单目视觉的室内微型飞行器位姿估计与环境构建

针对微型飞行器(Micro air vehicle,MAV)在室内飞行过程中无法获得GPS信号,而微型惯性单元(Inertial measurement unit,IMU)的陀螺仪和加速度计随机漂移误差较大,提出一种利用单目视觉估计微型飞行器位姿并构建室内环境的方法。在机载单目摄像机拍摄的序列图像中引入一种基于生物视觉的方法获得匹配特征点,并由五点算法获得帧间摄像机运动参数和特征点位置参数的初始解;利用平面关系将特征点的位置信息由三维降低到二维,给出一种局部优化方法求解摄像机运动参数和特征点位置参数的最大似然估计,提高位姿估计和环境构建的精度。最后通过扩展卡尔曼滤波方法融合IMU传感器和单目视觉测量信息解算出微型飞行器的位姿。实验结果表明,该方法能够实时可靠地估计微型飞行器的位置和姿态,构建的环境信息满足导航需求,适用于微型飞行器室内环境中的导航控制。     

SAW相关器与扩频同步信号的时间估计

给出两种ＳＡＷ器件：存贮式和双输入式ＳＡＷ相关卷积器，并分析它们作为解扩器件对同步信号到达时刻的估计精度。同步问题是对同步信号的检测和对信号到达时刻的估计。当扩频同步信号被检测到且满足（τ为码元宽度）时，同步信号被捕获（即达到了粗同步）。通过对两种器件时间估计精度的分析可以看出，在相同的检测概率下，双输入式ＳＡＷ相关卷积器的估计精度比存贮式的高。最后利用双输入式ＳＡＷ相关卷积器对信号时间轴压缩的性质进一步提高了估计精度。     

多径信道中多用户检测和DOA估计联合处理方法

提出了一种基于三线性模型的多径信道中多用户检测和波达方向(Directionofarrival,DOA)估计联合处理方法。对阵列接收到的信号分析表明,阵列接收信号具有三线性模型特征。在分析单径信道中的三线性模型的基础上,研究了多径信道中阵列接收信号三线性模型,提出了一种改进的三线性交替最小二乘(Improvedtrilinearalternatingleastsquare,ITALS)算法,它可对多用户检测和DOA估计进行联合处理。该算法利用方向矩阵的Vandermonde特征、基于最小二乘法对方向矩阵进行重构和DOA估计。仿真结果说明,该方法具有较好的误码率性能、较快的收敛性能和精确的DOA估计性能。当DOA靠近90°时,DOA估计性能下降。     

Wideband Signal Detection Based on MWC Discrete Compressed Sampling Structure

In order to solve the cross-channel signal problem caused by the uniform channelized wideband digital receiver when processing wideband signal and the problem that the sensitivity of the system greatly decreases when the bandwidth of wideband digital receiver increases,which both decrease the wideband radar signal detection performance,a new wideband digital receiver based on the modulated wideband converter(MWC)discrete compressed sampling structure and an energy detection method based on the new receiver are proposed.Firstly,the proposed receiver utilizes periodic pseudo-random sequences to mix wideband signals with baseband and other sub-bands.Then the mixed signals are low-pass filtered and downsampled to obtain the baseband compressed sampling data,which can increase the sensitivity of the system.Meanwhile,the cross-channel signal will all appear in any subbands,so the cross-channel signal problem can be solved easily by processing the baseband compressed sampling data.Secondly,we establish the signal detection model and formulate the criterion of the energy detection method.And we directly utilize the baseband compressed sampling data to carry out signal detection without signal reconstruction,which decreases the complexity of the algorithm and reduces the computational burden.Finally,simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed receiver and show that the proposed signal detection method is effective in low signal-to-noise ratio(SNR)compared with the conventional energy detection and the probability of detection increases significantly when SNR increases.     

基于遗传算法的快速成型分层方向优化设计

快速成型制造技术具有高度的柔性和灵活性,应用前景广泛。快速成型分层方向的选择,对于零件的制作精度、成型时间及制作成本有着重要影响。目前常见的分层方向算法往往顾此失彼,为了尽可能同时满足这3个单目标模型的最优化,本文提出将均匀设计、正交设计与遗传算法相结合作为求解多目标优化的新方法,可用较少的计算量求得分层方向的最优解。实验结果表明,改进后的算法有效,在迭代次数和所用时间上远远优于目前常用的基本算法。     

Coalition Formation for Multiple UAVs Cooperative Search and Attack with Communication Constraints in Unknown Environment

A coalition formation algorithm is presented with limited communication ranges and delays in unknown environment,for the performance of multiple heterogeneous unmanned aerial vehicles(UAVs)in cooperative search and attack missions.The mathematic model of coalition formation is built on basis of the minimum attacking time and the minimum coalition size with satisfying resources and simultaneous strikes requirements.A communication protocol based on maximum number of hops is developed to determine the potential coalition members in dynamic network.A multistage sub-optimal coalition formation algorithm(MSOCFA)with polynomial time is established.The performances of MSOCFA and particle swarm optimization(PSO)algorithms are compared in terms of complexity,mission performance and computational time.A complex scenario is deployed to illustrate how the coalitions are formed and validate the feasibility of the MSOCFA.The effect of communication constraints(hop delay and max-hops)on mission performance is studied.The results show that it is beneficial to determine potential coalition members in a wide and deep range over the network in the presence of less delay.However,when the delays are significant,it is more advantageous to determine coalitions from among the immediate neighbors.     

基于DSM的产品并行开发过程仿真

产品开发是一个复杂的、存在很多不确定因素的过程,几乎不存在一种解析的算法能对它进行完整有效的描述和分析。本文基于设计结构矩阵,提出了产品开发过程的仿真模型,包括仿真模型的时间描述、资源竞争描述、队列描述和任务延期描述,并进一步提出了过程的仿真算法,以分析时间、资源等对产品开发过程的影响。最后,通过具体实例说明了该仿真算法的有效性。     

基于FPGA的并行遗传算法硬件实现的研究

遗传算法具有天然的并行性。FPGA(Field programmable gate arrays)本质上的并行特性使其很适合用于实现并行的遗传算法。结合两者的并行特性，本文提出了一种基于FPGA的并行遗传算法。选用了适合硬件实现的选择、交叉、变异算子，并将它们设计成流水线结构。整个设计采用了XILINX公司的XC2V1000型号FPGA芯片。算法利用VHDL语言来描述。实现后的测试表明，这种硬件遗传算法有效减少了运行时间，使其在一些实时性要求较高的场合得到很好应用。     

一维与二维信号的快速内插算法

一维信号的快速内插在语音处理、数字波束形成、雷达实时仿真等方面有重要应用。图象处理中则常需对二维信号进行内插。文中首先提出了一种利用ＦＦＴ的一维信号内插的子序列算法。去除了Ａｄａｍｓ算法的额外补偿项ｅｒ（ｍ）与其他冗余运算，所需实乘数只有Ａｄａｍｓ算法的２０％左右，实加数约为Ａｄａｍｓ算法的３０％。然后本文又提出了一种基于子序列ＦＦＴ的二维信号快速内插算法。该算法不仅解决了Ｓａｔｈｙａｎａｒａｙａ     

基于人工鱼群算法的单机场地面等待优化策略

目前大型机场拥塞问题日益严重.推迟飞机起飞时间,将成本较高的空中等待转化成地面等待,是进行空中交通流量管理的一个有效方法.本文研究基于人工鱼群算法的单机场地面等待优化策略并进行仿真,有效地减少了总的地面等待延误损失,说明该方法是可行的;通过与其他几种智能算法的比较,验证了该算法执行效率高、实用性强.     

逆变器数字化控制关键技术

研究并解决数字控制的时间量化和数值量化对基于数字信号处理器(DSP)的逆变电源系统性能的不良影响。首先通过优化采样方式,显著减小控制变量的采样延时;采用前馈校正技术对死区效应进行补偿,以降低输出电压的谐波含量。提出频率调节和相位调整相结合的思想,合理设计数字锁相环,提高锁相速度和精度。利用实时的中心值校正信号改进数字控制算法,有效地消除数字运算截断误差累积造成的输出变压器直流偏磁问题。理论分析与实验结果证实了这些控制策略的有效性和合理性。