基于FPGA的自导宽频带精确波束形成器设计

针对水下鱼雷自导接收系统中宽带波束形成存在的问题,采用高精度分数延迟器设计实现了一种精确时延宽带数字波束形成器,理论分析了该波束形成器的原理、特点和优势;仿真验证了该波束形成器的有效性和优越性,并与传统方式进行仿真对比.在Virtex-7FPGA平台上的设计实现展示了该波束形成器的实现效率及实用性,利用System G...     

一种基于双曲波束形成的多波束底检测技术

基于能量的底检测技术在多波束测深系统中被广泛采用,但常规波束形成的波束宽度受到阵列孔径的限制,且旁瓣较高,造成能量泄漏,对基于幅度的海底检测技术造成一定难度,影响系统的检测性能.本文在分析双曲波束形成波束特性的基础上,将这种技术应用到基于能量的多波束底检测技术中,并通过实验数据分析,验证了在基于能量的底检测中引入双曲波束形成技术,可以在减小波束宽度的同时抑制旁瓣,从而有效提升系统检测性能.     

基于改进Bregman TV与形态学的NSCT声呐图像融合去噪

传统去噪方法在去除声呐图像斑点噪声的同时,难以拥有很好的细节信息。为此,提出一种基于改进Bregman TV与数学形态学的NSCT声呐图像融合去噪技术。引入图像熵、梯度和边缘强度对Bregman TV的正则参数进行改进,在去噪过程中拥有更多的边缘细节信息。利用新的Bregman TV和数学形态学分别对声呐图像去噪,然后使用NSCT分解为高频和低频,高频拥有大量的边缘信息,低频具有图像细节信息。Bregman TV拥有很好的保边性,数学形态学拥有很好的去噪效果,将2种优势结合,因此采用Bregman TV的高频和数学形态学的低频进行NSCT逆变换,实现图像去噪。实验结果表明,该方法相比于使用基于小波变换和全变分的图像去噪、传统的Bregman TV去噪、数学形态学去噪,更能有效地降低斑点噪声,保留更多的图像细节信息。     

超波束技术在岸基光纤阵中的应用

本文针对常规波束形成在岸基光纤阵信号处理应用中的宽主瓣、高旁瓣的问题,采用基于超波束技术对常规波束输出进行加权,不但能保证波束的高分辨力,而且可保留波束输出的相位信息。该方法较常规波束输出能够提升“V”型岸基被动阵左右分辨的能力。结合仿真和实际数据处理进行了检验,并指出该方法在岸基被动阵列实际工程应用中需要注意的问题,如阵形误差等。     

基于矢量阵的鲁棒自适应舰船噪声检测算法研究

稳健Capon波束形成算法直接将自适应对角元加载因子的计算与导向矢量的误差联系起来,易于实际操作,避免了其他算法计算加载量时的随意性。文章针对长线阵声纳检测近距离快速移动目标时观测数据不充分的问题,提出了一种基于矢量阵的改进稳健Capon波束形成算法。算法对数据矩阵进行奇异值分解,避免了求取不满秩的协方差矩阵,且减少了运算量及存储量。该算法对导向向量失配不敏感,且能有效地对快速移动的目标进行方位估计。最后通过仿真结果和海试试验数据处理验证了算法的有效性。     

波束形成旁瓣效应的消除算法研究

波束形成技术可以通过非接触式的中远距离声压测量,得到机械设备噪声源位置分布及相对强度,但波束形成算法本身存在"旁瓣效应"引入的虚假声源干扰。因此,基于波叠加法提出对波束形成的改进算法,通过在波束形成定位出的噪声源位置处布置等效源,由声压匹配波叠加法和传声器阵列声压反算等效源强度,再由所得各等效源强度,根据波叠加法基本原理在重建面上进行声压重建,进而消除旁瓣效应。仿真与柴油机噪声源试验结果证明改进算法切实有效。     

多波束系统在长江航道测量中的测线布设方法研究

随着长江航道测量技术的飞速发展,多波束测深系统已在长江航道测量中扮演着重要角色。本文结合多波束系统的测量要求与长江航道特点,提出了基于先验水深图的多波束系统测线布设方法。并以EM2040C多波束系统应用,经过试验验证,证明所提出的测线布设方法是合理可行的。     

分裂阵宽带相关检测在圆阵中应用

宽带能量检测作为一种非相关检测方法广泛应用于被动声呐中,但是在复杂环境下其检测性能迅速降低.为了实现分裂阵半波束在圆阵中的应用,本文通过对圆阵的半波束相位差推导和仿真,将分裂阵半波束应用于圆阵的宽带信号检测中,给出一种应用于圆阵的分裂阵宽带相关检测方法.该方法能有效地改善目标方位分辨率,提高被动声呐的宽带检测性能.仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性,易于工程应用.     

三维波束成形麦克风阵列在风洞测试中的应用

得益于非常安静的背景噪声（风速 140 km/h,声压级小于 58 dBA）和优秀的低频压力脉动（Cp rms ＜ 0.005）,中国汽车工程研究院（CAERI）风洞中心的气动声学风洞为汽车空气动力学开发提供良好的声学测试平台。中国汽研风洞中心安装一套由 3 块麦克风阵列（3×168 通道）组成的三维麦克风阵列测试系统,对车外气动噪声源进行定位及分析。采用“声学照相机原理”,即噪声云图通过波束成形的高级算法投射到车身三维表面（3D）上进行定位显示。     

基于波束形成的海上智能天线算法

远距离海上雷达探测由于海上环境的复杂性容易受到杂波干扰,常用的最小均方算法通过在干扰噪声中形成主波束并引导至目标信号,有效解决了杂波干扰问题。通过对自适应智能天线波束形成技术的海上应用进行研究,给出了常用的天线阵列结构模型和信号模型,研究了智能天线中的自适应波束成型算法,目前在这一领域的解决方案中最小均方算法最为常见,但其存在收敛速度差、通用性低等问题。本文将优化遗传算法引入,对传统遗传算法中初始种群规划和交叉操作进行了优化和改进。仿真实验表明,与最小均方算法、传统遗传算法相比,优化遗传算法对杂波的抑制效果提高了28%,收敛速度提升了3倍,具有良好发展前景。