应用最大熵谱估计检测微弱信号

频谱分析是数字信号处理的主要内容之一 ,近年来 ,由于最大熵算法的一些优点 ,使它成为现代谱估计中一个比较活跃的领域。最大熵算法是 196 7年由Burg提出来的一种现代谱估计方法。提出了应用最大熵谱估计及LMS自适应算法 ,根据有限数据 ,在频域内提取被淹没在噪声中的有用信号的方法及应用MATLAB语言进行的仿真。     

自适应DBF与空间谱估计

讨论了自适应数字波束形成(DBF)技术和超分辨空间谱估计技术,并提出了一种基于信号协方差矩阵特征分解的时-空二维信号高分辨谱估计算法。以上技术应用于相控阵雷达系统,可以精确获得多个运动目标的方位信息和多普勒信息。文章最后给出了计算机模拟结果。     

基于自适应谱估计的跳频捕获技术

提出了一种基于谱估计的跳频(FH, Frequency Hopping)信号的捕获方法,建立了自回归自适应谱估计模型和算法,通过计算信号频谱估计了跳频信号的瞬时频率.当频率估计存在偏差时,为了避免错误判决,实现稳健捕获,给出了一种新的捕获逻辑.在高斯白噪声( AWGN, Additive-White Gaussian Noise)环境和瑞利(Rayleigh)衰落环境下,对不同天线阵元数目情况下的捕获性能包括平均捕获时间和误码率进行了数值仿真.仿真结果表明:谱估计算法能快速准确地估计出信号频率,实现跳频信号的快速捕获.      

基于三维聚类的决策支持系统

根据炮兵阵地地形选取的要求,深入研究了现有的空间聚类技术和方法,构造了三维空间的结构元.提出了一个基于数学形态学的三维聚类算法,给出了空间数据挖掘过程,实现了炮阵地选取决策支持系统.该聚类算法通过闭合运算,将空间对象聚成类,一次完成三维空间聚类,可以快速处理非凸的、复杂的聚类形状.由于该算法基于数学形态学,所以易于实现其高性能并行算法.实验表明,将该算法应用于炮阵地选取决策支持系统,可以发现空间数据库中存在的潜在关系和规则,为炮兵阵地选取的计算机实现提供了一种有效的解决方案,从而可以辅助决策者做出科学的决策.      

空间谱测向超性能机理与系统评介

空间谱估计测向体制工程实现的暂时困难,影响了人们对其光明前景的认识。鉴此,文章提出了关于空间谱估计测向体制取得超过传统测向体制的精度、分辨力和对同频多信号同时测向的机理的物理解释和数学解释,以揭示这种新体制所具有的不可遏制的内在生命力。主要机理为,单点观察变为多点观察、样本域的扩张、参量估计更有效和变量方程的拓展。文章对几个实际系统进行了分析和评介。这些系统已经展示出空间谱估计测向体制所具有的超过传统体制的优异性能。     

一种动力调谐陀螺仪随机漂移噪声谱的初步分析

谱分析技术是研究惯性元件随机漂移特性的有力工具,本文对一种二自由度动力调谐陀螺的随机漂移噪声功率谱做了测试与分析。试验是在一个精密单轴伺服转台上实现的。所研究的噪声频率范围限制在0.008Hz以下,测试时间共48小时。数据处理过程包括野点剔除,二次采样,用逐步回归法对非平稳的数据序列进行平稳化处理,采用分段求和的FFT算法取得相关函数并做出谱估计。本文最后提出了今后改进谱估计的建议。     

中国空间科学技术第13卷(1993年)总目次

第1期空间谱估计算法与通道失配·······················································一岁利春(1)探测地球自然灾害的一种方法···················································……邓镇昆(7)大型空间结构材料性质退化和结构损伤···································.···……率曙君(13)Es层对OTHR传播的影响·······························…     

通道失配和天线互耦对GPS抗干扰天线的影响

通道失配和天线互耦对GPS(Global Positioning System)自适应抗干扰天线性能的影响,是细化GPS系统指标的基础,常被用来确定其技术实现方案.根据GPS的信号特点,利用加权矢量和干扰空间之间的正交性,分析了高频通道幅相偏差和幅相扰动、I/Q(In-phase/Quadrature)通道的幅位偏差以及天线互耦对ICR(Interference Cancellation Ratio)和SINR(Signal Interference Noise Ratio)的影响.从理论上证明了ICR主要取决于高频通道的幅相扰动和I/Q通道的幅相偏差,而与高频通道的幅相偏差和天线互耦无关,修正偏差不一定能够提高SINR,修正互耦得到的SINR的改善仅正比于天线阵S矩阵(scattering matxix)的最大奇异值.仿真实验结果验证了上述结论.     

基于频域分析的ROSAR成像算法

在现有的ROSAR(Synthetic Aperture Radar with Rotating antennas)成像算法中,基于斜距泰勒级数展开的算法存在方位向失配问题,时域相关卷积算法不能快速校正距离弯曲.频域ROSAR成像算法采用驻相点原理,直接对ROSAR回波信号进行二维频域变换,保留回波信号的频谱特征,进而构造相应的频域去耦函数和频域匹配函数,实现频域距离弯曲校正和目标场景重构.仿真结果表明,该算法能够快速校正距离弯曲及有效克服方位向失配问题.     

基于神经网络的带肋回转通道换热性能的预测

在对带有不同肋间距和肋高的直肋变截面U型通道的换热性能进行了实验研究的基础上,分单元处理了数据,并采用经过LM(Levenberg-Marquardt)算法和贝叶斯正则化方法改进的基于BP(Back-Propagation)算法的前馈神经网络对数据结果进行了建模,实现了对带直肋的变截面U型通道换热性能的预测,实践证明,人工神经网络ANN(Artificial Neural Network)方法可以用于航空发动机涡轮叶片内通道换热性能的预测,并且其预测精度明显高于非线性拟合.     

基于一维噪声子空间的空间谱估计算法

针对ＭＵＳＩＣ算法在实际情况下,由于Ｒ的信号特征值发生所谓的＂能量泄漏＂而引起的性能下降,提出了一种新算法。算法的基本思想是,无论入射信号数为多少,始终认定只有阵列相关矩阵Ｒ的最小特征值λｍ才是噪声特征值;其对应的Ｒ的特征向量才是真正的噪声特征向量,并且构成一维噪声子空间。算法在减小运算量的同时,提高了在信号特征值能量发生泄漏的情况下对到达角估计的精度和分辨力。算法的思想同样适用于空间平滑等各种抗相干源算法。     

利用Toeplitz特性改善来波方向估计性能

提出一种利用协方差矩阵的Toeplitz特性,使估计的协方差矩阵成为Toeplitz矩阵的方法,在低信噪比短数据流情况下,改善来波方向(DOA)估计的性能,且不需增加乘法运算量.对MUSIC算法和PRO-ESPRIT算法进行了分析并作了计算机仿真,仿真结果表明:利用Toeplitz特性后,MUSIC算法谱峰幅度增大,波谷相对波峰的深度增加,这将有利于目标的分辨;并可减小低信噪比情况下MUSIC算法和PRO-ESPRIT算法DOA估计的方差.     

利用Toeplitz特性改善来波方向估计性能

提出一种利用协方差矩阵的Ｔｏｅｐｌｉｔｚ特性,使估计的协方差矩阵成为Ｔｏｅｐｌｉｔｚ矩阵的方法,在低信噪比短数据流情况下,改善来波方向（ＤＯＡ）估计的性能,且不需增加乘法运算量．对ＭＵＳＩＣ算法和ＰＲＯＥＳＰＲＩＴ算法进行了分析并作了计算机仿真,仿真结果表明：利用Ｔｏｅｐｌｉｔｚ特性后,ＭＵＳＩＣ算法谱峰幅度增大,波谷相对波峰的深度增加,这将有利于目标的分辨;并可减小低信噪比情况下ＭＵＳＩＣ算法和ＰＲＯＥＳＰＲＩＴ算法ＤＯＡ估计的方差．     

光谱连续可调星敏感器地面标定系统设计

为解决由于色温不匹配对星敏感器光信号定标精度产生的影响,提出一种光谱连续可调星敏感器地面标定系统设计方案.该高精度准直光学系统的光谱范围为500~800nm,像质测试结果表明,全视场畸变小于0.08%,MTF在60lp·mm-1处大于0.6.基于DMD光源系统的组成和工作原理,对光谱分辨率和光谱曲线模拟精度进行分析,设计了一套光谱分辨率全谱段优于2nm的Czerny-Turner分光系统.测试结果表明,星点位置精度优于7";光谱分辨率为10nm和20nm时光谱曲线模拟精度分别优于2%和5%,有效降低了由于色温不匹配对星敏感器标定精度的影响.      

基于空时DFT投影实现宽带信号二维角估计

 提出了一种基于空时DFT投影的宽带信号二维角估计算法. 该方法采用3个共面的均匀线阵,每一均匀线阵对宽带信号空间采样,然后进行空时二维DFT变换,在空时频率域对宽带信号进行投影变换,用MUSIC算法实现宽带来波信号方向余弦的估计. 利用3个方向余弦估值进行配对,然后求得来波的方位角和仰角估计. 该方法既保留了投影算法的优点,即不需要源的先验知识;不需变换矩阵和在低信噪比有好的性能,又避免二维谱峰搜索.仿真实验表明了算法是有效的.     

无人直升机多天线通信信道建模及性能分析

在单天线航空信道模型的基础上,提出了一种无人直升机多天线通信信道的统计模型.分析了信道的时延扩展、多普勒扩展和角度扩展特性,研究了机身对天线的遮挡效应及多天线信号之间的干涉问题.根据模型特点建立了一种准确有效的仿真模型,给出了延迟功率谱、空间相关性、多普勒功率谱和机身遮挡效应的仿真方法.利用该模型在途中飞行、任务区盘旋和起飞/降落这3种飞行状态下对单天线和多天线信道的误码性能进行了对比仿真分析,验证了差分空时编码在无人直升机多天线通信系统中的良好性能.该模型可用于无人直升机多天线通信系统的调制和编码技术研究.     

基于调制卷积神经网络的空地数据链信道估计

针对复杂环境下空地数据链正交频分复用(OFDM)系统信道估计精度不足的问题,提出了一种基于调制卷积神经网络(MCNN)和双向长短时记忆网络(BiLSTM)结合的信道估计算法。利用最小二乘算法(LS)提取初始信道状态信息(CSI);利用MCNN网络提取初始CSI的深度特征,并对网络模型进行压缩;利用BiLSTM网络对最终CSI进行预测,实现信道估计。利用构建的空地信道模型生成信道系数数据集,实现神经网络模型的训练与测试。仿真结果表明:与传统算法和现有深度学习方法相比,所提出的信道估计算法具有更小的估计误差,高信噪比条件下的系统误码率(BER)性能提升接近一个数量级;由于引入了调制滤波器技术,随着神经网络层数增加,网络模型参数量大幅减少。      

空分多址技术在GSM系统中的应用分析

考虑到时分多址系统的特殊性质,并结合已有的时分多址系统中共信道干扰抑制技术,提出了一种应用于GSM(Global System for Mobile)系统的,不依赖于用户空间特征估计的空分多址方案.方案采用自适应天线和软波束形成技术,能够在时分多址基础上实现多路信号的空分接收.文章给出了在GSM系统中应用该技术的仿真实例,仿真结果表明,该方法能够有效的形成正交接收,发送波束,从而保证共用相同信道的多个用户间的互不干扰.      

基于连续蚁群算法的Bayesian方位估计快速方法

针对蚁群算法(ACO)在解决高维非线性搜索问题方面的有效性,提出了基于蚁群优化算法的Bayesian最大后验概率方位估计(ACO-Bayesian)快速方法.该方法将Bayesian最大后验概率函数作为蚁群算法的目标函数,选取若干一维高斯函数的加权和作为连续蚁群算法中信息量概率分布函数,经过有限次迭代得到Bayesian方法的非线性全局最优解.仿真结果表明,ACO-Bayesian方法在保持Bayesian方法优良性能的同时,将Bayesian方法的计算量减少到原来的1/14.水池实验结果验证了ACO-Bayesian方法的正确性和有效性,为其工程应用奠定了基础.      

基于核密度估计算法的飞机载荷谱统计技术

受到实际条件限制,现阶段的飞机载荷谱实测均采取小子样实测方法,小子样实测数据是取自真实母体的一个简单样本,很难保证数据的充分性、完整性.传统的均值统计法无法对数据缺陷进行弥补.为了克服小子样数据不足问题,将核密度估计技术用于载荷谱统计,取得了良好效果.介绍了核密度估计的相关理论基础,并以某型机下沉速度谱的统计为例,详细介绍了将核密度估计方法用于载荷谱统计的数学过程.结果显示:核密度估计方法对还原载荷谱原貌、补充小子样数据的不足问题具有良好作用.