舰船无线通信局域网的组建技术研究

船舶自动化与信息化设备分布在船舶各个区域,种类多,数量大,为了实现船舶信息化设备之间的有效通信,促进船舶的统一管理,必须要加强船舶通信网络的建立。IEEE802.11通信协议技术成熟,基于该通信协议的无线局域网也具有良好的性能。因此,本文基于IEEE802.11通信协议研究了船舶无线局域网络的组建技术。     

混响背景下基于波束成形的声成像技术

为了探究如何在混响场中对目标声源进行精准定位,首先模拟混响环境,构建点声源和阵列测量面,分别利用常规波束成形算法、基于正交匹配追踪的反卷积波束成形算法以及基于脉冲响应函数的自适应波束成形算法对不同频率下阵列接收到的信号进行处理,得到声成像效果图;其次在混响背景的条件下加入干扰噪声,分别利用以上3种算法对信号进行处理,通过对比分析声成像效果以及各算法的运行时间,确定基于脉冲响应函数的自适应波束成形算法的定位效果最佳。     

基于数字波束形成技术的空间干扰抑制算法研究

对基于数字波束形成技术的智能天线接收系统中的空间干扰抑制算法进行研究,实现天线系统的最佳接收。运用多重信号分类（MUSIC）算法检测信号和干扰方向,并利用改进的线性最小方差准则算法调整权系数,使接收系统实时跟踪信号和干扰的空间方向,并能进一步加宽波束的干扰零陷,提高系统的空间干扰抑制能力。     

基于圆阵的超波束技术

圆阵是现代探测系统中最常见的设计之一,它被广泛的应用于雷达、通信、声呐等领域。提高圆阵的方位分辨率和对弱目标的检测能力是目前的研究热点。超波束算法(HBF)是一种基于CBF算法和分裂波束理论的信号处理算法,它可以有效抑制旁瓣,减小波束宽度。本文将HBF算法应用到圆阵信号处理之中,并与CBF算法相对比。分析仿真结果发现,HBF算法可以有效提高圆阵的方位分辨率和对弱目标的探测能力,并且超波束指数对这种能力产生了影响。     

舰船用通信网络的入侵检测技术研究

舰船用通信网络容易受到敌方电磁场的入侵干扰,导致通信受阻,通过入侵检测,提高舰船用通信网络的抗毁性。提出一种基于自适应线谱增强和滤波技术的舰船用通信网络的入侵检测技术。采用多源波束形成方法进行舰船用通信网络传输信号采集,对采集的通信信号进行自适应线谱增强处理,提高网络通信信号的增益强度,对增强的网络通信信号进行抗干扰滤波设计,采用梯度算法对滤波输出的舰船用通信网络传输信号进行自适应迭代,准确检测出信号中的入侵成分。仿真结果表明,采用该检测技术进行舰船用通信网络的入侵检测的准确检测概率较高,抗电磁干扰能力较强。     

基于单片机的船舶通信设备信号智能控制方法

利用传统控制方法对船舶通信设备信号进行控制时,存在控效率低、控制稳定性不高的问题。针对上述问题,提出一种基于单片机的船舶通信设备信号智能控制方法。该方法以单片机为核心,贯穿于船舶通信设备信号控制的始终。首先利用单片机中输入设备完成船舶通信设备信号采集,然后利用嵌入单片机中的去噪算法对信号进行去噪,最后利用单片机中的A/D转换器对信号转换,完成信号控制。结果表明:利用基于单片机的船舶通信设备信号智能控制方法进行控制,控制时间为6 s,控制效率提高,且控制时间跨度小,稳定性也更佳。     

多波束自动切换船载卫星通信物联网技术研究

物联网技术在海洋工程、航运、海洋环境监测等领域发挥着重要的作用。当前船载物联网的数据通信和传输技术通常采用802.11协议,其通信距离较短,限制了船载物联网技术在广阔海域中的应用。多波束自动切换卫星技术是当前新兴的一种宽带卫星通信技术,其具有通信带宽大、覆盖范围广、适用场景多等特点,非常适合海洋运输、监测等应用环境。因此,本文提出一种结合多波束切换卫星通信的船载物联网方案,该方案利用多波束卫星提供的大范围和高带宽传输能力,能够部署在较大的范围内,为航道安全监控、船舶状态监测等重要应用提供了新的实现方式。     

OCDMA系统的水下航行器扩频通信编码方法研究

传统CDMA系统通信编码方式受到通信波段与波在数据量的制约,已经无法直接通过传统扩频方式过渡至OCDMA系统,因此针对此问题提出OCDMA系统的水下航行器扩频通信编码方法研究。首先通过光子晶体载波算法,对信号载波波束进行转换计算,提升通信波束的数据容载量;接着引入OCDMA频域扩容算法,对增容后的通信波束进行频段提升绑定,实现数据与波频的统一;最后通过仿真实验的方式,对比提出方法前后的信号载波量与信号强度,证明提出算法具有扩频能力强、稳定性好的特点。     

子阵波束域自适应波束形成方法研究

阵列输出的有限次快拍处理等效地增加了信号之间及信号与噪声之间的相关性,导致了现有的子阵自适应处理方法在小快拍数目时的性能损失.现提出一种子阵波束域自适应波束形成算法,通过对子阵多波束输出的协方差矩阵求平均,减弱信号之间的相关性,从而提高自适应波束形成算法的性能.仿真结果表明,该提算法在小快拍数情况能够大大提高输出信干噪比,并有效地抑制阵元上接收的随机噪声.     

基于Labview的船舶通信信号设备故障检测系统开发

船舶通信系统是船舶的重要组成部分,具有现场通信、定位、无线电预警、导航等多种功能。船舶通信系统主要可以分为地面通信、卫星通信、定位系统和海上安全信息收发等几种,通信设备包括电台、VHF无线设备、雷达和信号基站等多种。随着计算机技术和自动化技术的迅速发展,船舶通信信号设备的自动化水平逐渐提高,同时,其故障率也随之提高。为了保障船舶通信系统的正常运行,通信信号设备的故障诊断和检测技术显得尤为重要。本文的研究对象为船舶通信系统的信号设备,利用虚拟仪器技术Labview设计和开发了一种船舶通信信号设备的故障检测系统,并对该故障诊断系统的硬件结构和软件程序进行详细介绍。本文对改善船舶通信系统的抗干扰能力,提高故障诊断速度有重要的作用。     

多波束宽带恒定束宽波束形成器的DSP实现

波束形成是声纳、雷达信号处理中的重要环节。由于高性能的宽带波束形成算法运算量大交难以实时实现,因此开发研制高速度、高精度、高性能的波束形成器、就很必要。文章提出采用ＴＭＳ３２０Ｆ２０６及ＩＭＳＡ１００为主要芯片,构成多波束宽恒定束宽波束形成器,可实现实时、高速、高性能的多波束宽带恒定束宽波束形成,并给出了具体设计方案。水池实验结果,表明本文的系统设计方案正确、可靠。     

引入导航信息与雷达互测机制的目标指令误差估计方法

中段接力制导作战是协同作战的一种具体协同模式。提出基于平台间雷达互测机制与导航信息的目标指令参数误差估计模型。根据平台间的雷达互测机制得到的平台量测和两平台惯导设备输出的自身定位信息,在发射平台的传感器局部坐标系中表示出目标和平台的位置坐标,实现多传感器数据位置对准,并对各平台的设备偏差进行估计和补偿,消除系统误差的影响,提高了各平台的传感器测量数据精度。     

基于小型圆阵的AUV方向定位算法的研究

水下小型无人系统AUV在海洋探测中起着重要，实现其精准定位与打捞有利于促进海洋经济的发展。传统的具有较高定位精度的装置如长基线等不方便装载与布置，定位效率不高。本文提出一种基于小型圆阵的AUV方向定位算法，被定位的AUV搭载声源，装载在船上的定位系统，采用半径为0.125m的水听器圆阵列，阵元个数为4，水听器阵列接收的信号通过多通道前端处理电路被采集，对每个阵元接收到的信号利用希尔伯特变换相位检测方法检测出各信号的相位恢复无幅度和相位失真的信号，然后使用具有超指向性的反卷积波束形成算法实现AUV方向的准确估计。水池实验表明，小型圆阵系统的相位反卷积波束形成定位算法精度高，定位平均误差为0.233°，主瓣宽度窄，波束平均宽度3.97°。便于装载，相比MUSIC算法具有更好的定位效果。     

主瓣干扰下平面阵自适应波束优化方法

在自适应波束形成中,若干扰信号从主瓣进入,往往引起副瓣增高、主瓣变形且峰值偏移,波束性能明显恶化。针对平面阵,通过构造干扰阻塞矩阵,首先对主瓣内的干扰进行相消预处理,再进行自适应波束形成,最后进行权系数补偿,消除主波束偏移。仿真结果表明,该方法能有效消除主瓣干扰和解决波束畸变问题,提高自适应波束的性能。     

无线通信技术在造船厂的应用

为保障系统信息在造船厂复杂的现场生产环境中得到有效传递,构建运用WiMAX技术的无线宽带网络平台以提供可靠的实时通信,将该无线网络技术应用于船厂的数据通信、船内的无线通信、分段定位安排、实时后勤管理、设备监控、工作环境管理等多个系统后,可大幅提高工作效率,且实施费用并不昂贵。与现有的厂区有线网络传输相比,具有应用范围广、响应速度快、信息统计全、使用方便等优点。     

基于支持向量回归的均匀阵波束形成框架体系研究(英文)

An approach was proposed for optimizing beamforming that was based on Support Vector Regression (SVR). After studying the mathematical principal of the SVR algorithm and its primal cost function, the modified cost function was first applied to uniform array beamforming, and then the corresponding parameters of the beamforming were optimized. The framework of SVR uniform array beamforming was then established. Simulation results show that SVR beamforming can not only approximate the performance of conventional beamforming in the area without noise and with small data sets, but also improve the generalization ability and reduce the computation burden. Also, the side lobe level of both linear and circular arrays by the SVR algorithm is improved sharply through comparison with the conventional one. SVR beamforming is superior to the conventional method in both linear and circular arrays, under single source or double non-coherent sources.     

基于时域解析信号的广义MUSIC算法

波束形成是声呐信号处理的关键技术,本文提出一种新的基于宽带时域解析信号的广义MUSIC自适应波束形成算法(TAMUSIC算法).该算法将时域解析信号与改进的MUSIC算法相结合,对精确时延之后的宽带时域信号进行希尔伯特变换生成复数形式的时域解析信号,增加权向量自由度;通过增加调节指数构建新广义噪声子空间,解决了传统MUSIC算法信源数目估计不准带来的影响,提高算法鲁棒性;最后利用信号子空间和噪声子空间的正交性估计目标方位.仿真数据和海试数据处理的结果表明:TAMUSIC算法可以获得更尖锐的谱峰,提高目标的角度分辨力,增强了弱小目标的发现能力.     

基于LMS算法的自适应前馈

作为通信系统核心器件的功率放大器的线性度直接影响了整个系统的通信质量,而前馈线性化技术综合性能较好,一直以来都是研究的热点.论文基于自适应前馈电路的原理,引入了一种改进的LMS算法,通过计算机软件仿真,表明该算法可以很好地改善系统的线性度.     

自组网在军事无线通信中的应用

在军事无线通信中引入自组网技术，可使通信系统具备良好的抗毁性、灵活性和机动性，现已成为军事通信领域研究的热点之一。简要介绍自组网技术与军事无线通信系统结合的优势所在，举例分析，并探讨该通信系统的几个主要关键技术问题。     

通用超短波语音通信仿真模块的设计与实现

分析了超短波通信网的特点及典型的5种通信形式,归纳了超短波作战通信仿真模块涉及的3类关键技术,提出了通用超短波语音通信仿真模块的功能需求、控制流程及系统的软硬件体系结构,并给出了受限通信时相应的数学模型,使该模块具备了依据实时态势而改变通信效果的能力,提高了超短波语音通信在战术仿真使用时的逼真度。