窄带非高斯噪声中的离散时间检测 第二部分:Weibull和对数正态噪声中的检测

作为应用本文第一部分所得结果的例子,第二部分研究在Weibull和对数正态噪声中,相参脉冲串和非相参脉冲串信号的离散时间检测,找出局部最佳非线性,导出若干重要检测器的功效计算公式,这些,检测器是局部最佳、线性、平方律、Dicke-fix、对数、二进积累、中位数检测器,并给出它们的渐近相对效率的数值结果。     

非相参检测的局部最佳秩检测器

本文研究一类用于雷达信号非相参检测的双样本非参量秩检测器的结构和性能。导出局部最佳秩检测器(LORD)的结构,发现其形式为在窄带高斯噪声中的N-P最佳检测器中引入求秩器和局部最佳秩零记忆非线性(LORZNL)。许多实用雷达秩检测器属于与LORD相同类型的结构。导出这些检测器的功效表达式。做为例子,在高斯噪声情况下,求出LORD为修正Savage检测器,并把它的渐近性能与常用的秩和、秩量化检测器做了比较。     

Dicke-fix CFAR雷达检测器在Weibull噪声中的检测性能

本文就较多的参数情况计算了Dicke-fix CFAR雷达检测器和平稳白高斯噪声中的最佳参量型相参积累检测器在Weibull噪声中的检测性能。计算结果表明,当Weibull分布的形状参数较小,并且信噪比较低,或相参脉冲串脉冲个数较大时,前者比后者有效。     

Weibull噪声中雷达信号的非参量检测

本文讨论几种实用的非参量雷达检测器在Weibull噪声中的检测性能,这些非参量检测器是用于相参检测的Dicke-fix检测器,和用于非相参检测的秩和(RS)以及秩二进积累(RQ)检测器。通过解析计算和Monte Carlo模拟,给出这些非参量检测器和相应的平稳白高斯噪声中的最佳参量检测器即相参和非相参积累器的小样本性能,并作比较,说明当Weibull分布形状参数和信噪比较小时,非参量检测器可更有效。     

极性采样倒相编码数字脉冲压缩处理器的检测性能

本文阐述了极性采样倒相编码数字脉冲压缩处理器的非参量恒虚警率(CFAR)特性。这种处理器实质上是简化的Dicke-fix,也是窄带信号的符号检测器。确定了高斯和非高斯噪声中的检测性能。说明了这种处理器相对于非相干匹配滤波器的信噪比损失随码长增加而减小;在高斯噪声中的渐近损失为1.96dB;在Weibull噪声中的损失随Weibull分布形状参数减小而减小,甚至可转为得益。     

秩和检测器与秩二进积累检测器的性能

本文利用解析方法和Monte-Carlo模拟方法!证明了在Weibull噪声中秩二进积累检测器小样本最佳门限的存在,计算了小样本最佳门限系数的近似值,并总结了它的变化规律。对秩和检测器,秩二进积累检测器(具有最佳门限)和线性检测器在Weibull噪声中的性能进行了分析、计算。最后给出了这三种检测器的详细性能曲线,说明在Weibull噪声形状系数较小,信号/噪声中位数较低时,秩检测器(本文指秩和检测器和秩二进积累检测器两者)此线性检测器有效,而秩二进积累检测器比秩和检测器有效。     

非高斯随机振动的分析基础

本文试图建立非高斯随机振动综合的分析基础。分析了基于运载火箭外场振动环境的形成机理,用乘积模型关联了非高斯随机波形的表征、分解与重构。典型的振动载荷包括火箭噪声、压力振荡和路面不平引起的随机振动。时间历程的功率谱、峭度和跌宕周期作为形成非高斯随机波形的控制参数。通过以累积损伤为判据的数字仿真,比较了不同重构信号的模拟程度。结果表明基于β分布随机数排序生成非高斯振动的模拟效果与原信号的最接近。     

大型双曲冷却塔表面脉动风压随机特性——非高斯特性研究

为了系统研究大型双曲冷却塔表面脉动风压分布特性,进行单个冷却塔刚体模型风洞动态同步测压试验,对冷却塔表面脉动风压的非高斯统计特性进行了系统的研究.根据测点风压时程及其概率密度分布曲线,对具有非高斯分布特性的局部区域作出判断,从风压信号的时空间相关性入手,结合中心极限定理讨论了局部区域呈现非高斯特性的原因;并基于测点风压信号概率密度曲线的斜度及峰态值对典型断面的测点风压进行非高斯特性描述,给出了划分非高斯区域的标准,并由测点环向相关性对冷却塔壳体表面进行了分区,初步探讨了不同区域的脉动风压形成机理,加深了对冷却塔结构表面风压分布特性的认识,为进一步探讨冷却塔结构表面风压极值奠定了理论基础.     

Rice杂波中SwerlingⅡ目标的似然比检测

本文研究Rice杂波中SwerlingⅡ目标的离散时间检测。导出了杂波稳定分量相干及不相干时的似然比(LR)检测器的结构。得到了这些检测器的功效表达式。把LR检测器与传统的平方律检测器的渐近性能进行了比较。计算结果表明,杂波统计特性越偏离高斯情形,LR检测器的检测性能就越是优于平方律检测器,而且杂波稳定分量相干时的LR检测器的ARE比不相干时的要大一倍以上。     

用TP801控制前室压力调节系统——关于跨超声速风洞控制微机化的设想

本文对用微型计算机取代传统的可控硅驱动控制装置作了初步的探讨。共原理为将系统调节信号经定时器转换为移相脉冲串去触发可控硅进行三相全控整流。此项设计方案大大开拓了微型机的应用范围,在工业控制和新产品开发中具有广阔的前景。     

CFAR DETECTORS FOR HIGH RESOLUTION RADAR IN NON GAUSSIAN CLUTTER

讨论了球不变随机过程（ＳＩＲＰ）非高斯杂波背景下高分辨雷达距离扩展目标检测问题。文中提出了ＣＡ－ＣＦＡＲ,ＯＳ－ＣＦＡＲ两种距离扩展目标检测器,并证明了它们的形状因子和尺度因子未知的情形下具有恒虚警性,即双参数恒虚警性,分析了这两种检测器的检测性能。这两种检测器亦可用作ＳＩＲＰ杂波背景下低分辨雷达检测器。     

强反射和噪声干扰下的脉冲声源成像方法

针对强反射和背景噪声给脉冲声源成像定位辨识带来干扰的问题,本文以波束形成算法为基础,提出一种在强反射和噪声干扰下的脉冲声源成像方法。不同于常规的有效值输出模式的波束形成方法,本文在将各传声器阵列信号时延叠加后,以叠加信号的最大绝对值作为波束形成的输出,能够提高波束形成方法在强反射和背景噪声干扰下对脉冲声源定位辨识的灵敏度。通过在具有强反射和背景噪声干扰环境下的脉冲声源成像定位实验验证了方法的有效性。     

基于Bancroft算法的GPS动态定位非线性滤波法

由于系统线性化时存在忽略项,扩展卡尔曼滤波成为一种次优的梯度下降算法.当滤波方程病态时,求解存在发散倾向,且估计量为有偏的,而非最优估计.即使动态系统噪声为高斯噪声时,残差也不是高斯噪声.在伪距定位中,由于线性化后的伪距方程是局部解,这有可能丢失正确解值.针对GPS动态导航扩展卡尔曼滤波定位问题,基于美国Bancroft的全局性非线性"闭合式求解"最小二乘算法(Bancroft算法),本文提出一种闭合式GPS非线性代数解的卡尔曼滤波法(两步算法).该方法将GPS滤波问题中的空间与时间分离,较好地解决了非线性GPS动态定位求解问题,且获得稳定可靠的动态定位解.     

有色噪声补偿下降阶系统状态的最优估计

在大型空间结构的控制系统设计中,降阶系统的状态估计是非常重要的环节,它直接关系到控制器的性能。针对B.Friedland的工作,本文提出了有色噪声补偿模型,在恒等变换下显式地消去了有色噪声项,利用正交投影定理仅对感兴趣的状态分量导出了无偏、最小方差估计。这组递推估计式与采用增广状态方法相比,不仅在处理容量、计算效率上有很大改进,而且是标准Kalman滤波方程的推广。注意到原系统与降阶系统之间的内在联系,本文采用随机系统分析方法,给出了在高斯、马尔可夫假设下,有色噪声模型特征参数的在线识别技术。数字仿真表明,对偏差补偿起主要作用的是有色噪声补偿模型中的驱动白噪声项,这是对B.Friedland工作的发展。     

S模式前导脉冲过零点提取与TOA时间戳精确度研究

前导脉冲信号到达时间（Time of arrival,TOA）估计精确度直接影响多点定位精确度。在差分匹配滤波器数学模型基础上,分析理想脉冲信号差分匹配滤波器TOA精确度与采样频率的关系。讨论非理想脉冲信号之间的时间结构关系,提出基于S模式前导四脉冲信号构造差分匹配滤波器校准时间戳的改进算法,实现过零点的准确估计。从信噪比、采样频率和复杂度仿真数据输出的均方根误差对比可见,通过四脉冲滤波获得的TOA精确度要比单脉冲和双脉冲滤波获得TOA精确度高。匹配滤波器和差分匹配滤波器TOA精确度对比分析结果表明,修正的差分匹配滤波器算法有更好的效果。在采样频率 40 MHz、信噪比为40 dB时,四脉冲信号差分匹配滤波器TOA精确度为0.402 7 μs,远远小于国际民航组织规定的时间误差精度最大值25 μs。最后实际空管运行数据验证结果证明了本文修正算法估算TOA的精确度和可用性。     

军用车辆运输振动分析

本文从非高斯随机过程角度,统计处理了军用车辆跑车试验典型振动信号,证实了振动烈度与车速的紧密相关性,并举例说明峭度和跌宕周期是表征运输随机振动的重要参数。基于数据处理结果,形成基础加速度输入和应变输出的系统传递率函数,并依据三参数的统计结果,重构出稳态和瞬态非高斯振动加速度时间历程。利用重构信号计算应变响应,使用雨流计数计算累积损伤大小,通过与实测结果对比表明,只要峭度和跌宕周期得到精确控制,重构非高斯随机振动波形就能达到和原信号一样的效果。     

间隙非线性结构气弹响应分析程序的DMAP开发

对大型工程结构,目前MSC/NASTRAN提供了线性颤振、线性气弹的计算功能,但无法进行非线性结构的气弹响应分析。本文采用Roger有理函数拟合法,从简谐运动情况下NASTRAN求得的若干折减频率下的非定常气动力系数矩阵,导出任意运动情况下的非定常气动力近似表达式,并将该气动模型引入到非线性运动方程中,利用DM AP语言在NASTRAN非线性瞬态响应分析程序中加入相关气动力模块,实现了大型有限元机翼结构的非线性气弹响应分析。文中给出了算例,结果验证了该法分析间隙非线性结构气弹响应的有效性。     

基于β分布随机数排序的非高斯振动模拟方法

研究了按自谱和峭度产生非高斯随机波形的窗函数调制方法。引进了表征非平稳非高斯随机振动的新参数——跌宕周期,提出了重构非高斯随机振动的新方法——β分布随机数重新排列技术。新的重构方法既可以生成平稳非高斯随机序列又能生成非平稳非高斯随机序列。分析典型结构在非高斯振动激励下的响应,研究跌宕周期对累积损伤的影响,数值计算结果与物理试验结果一致。     

基于局部Neymark分解的混沌信号与噪声的分离方法

从动力系统和几何的观点出发,提出了基于局部Ｎｅｙｍａｒｋ分解的混沌信号与噪声的分离方法。该方法在一个局部的轨道空间内进行Ｎｅｙｍａｒｋ分解,重构时消除由噪声引起的在某些方向上的错误分量,接着进行反嵌入,使得这一由于噪声影响而发生畸变的局部轨道得以纠正,达到混沌信号与噪声分离（以下简称混沌滤波）的目的,并对其中的反嵌入问题作了较为深入的讨论,仿真实验表明了本方法的有效性。     

分组差错控制在系统删除信道上的性能与优化

软判决译码是提高差错控制系统性能的一种有效方法,但软判决译码器比二元译码器需要更复杂的硬件和更多的时间。当解调器的输出量化为三个电平时,可以使用同时纠正错误和删除的译码器,该译码器和二元译码器的复杂性差不多。本文采用二元PSK调制和相干解调,用限距离的分组译码器进行前向错误纠正。假设信道是加性高斯白噪声信道,具有功率谱密度No,本文导出了系统误字率的计算公式。借助于最优化算法,详细地研究了系统的最佳设计问题。以Golay码和BCH码为例,对系统的性能进行了大量的计算,并给出了系统的最佳设计曲线。