双基地MIMO雷达二维DOD和二维DOA联合估计

提出一种双基地MIMO雷达L型阵列下多维角度联合估计的新算法. 该算法利用匹配滤波器输出信号特点构造不同的代价函数,采用迭代最小二乘算法估计收发阵列流形矩阵,根据L 型阵列结构的特点和最小二乘法,从估计出的矩阵中计算目标的二维DOD(direction of departure)和二维DOA(direction of arrival). 该方法无需谱峰搜索,可实现参数的同时估计与配对. 与ESPRIT 算法相比,具有更高的估计精度,并接近于克拉美-罗下限,且在小快拍数下也能较好地工作. 仿真结果验证了该算法的有效性.     

平面阵列下的二维角度和频率联合估计

在均匀面阵列结构基础上提出一种二维角度和频率联合估计新方法. 对阵列天线输出的信号进行建模分析,表明阵列接收信号具有平行因子四线性模型特征. 利用该模型低秩分解的唯一性条件,从分解得到的矩阵中联合估计出信源的参数. 该算法首先利用四线性交替最小二乘算法估计出方向矩阵和频率矩阵,然后利用频率矩阵的Vandermonde特征和方向矩阵的结构特点及最小二乘法计算频率和二维角度. 该方法无需谱峰搜索即可实现参数同时估计与配对,与现有的基于三线性分解的算法和ESPRIT算法相比具有更高的估计精度,而且在小样本数情况下也能较好地工作. 仿真结果验证了该方法的有效性.     

非线性阵列Khatri-Rao子空间宽带DOA估计

针对非线性阵列,基于Khatri-Rao子空间概念提出一种新的无预估角宽带到达角(direction-of-arrive,DOA)估计方法. 从Khatri-Rao子空间虚拟阵列导向矢量出发,利用虚拟阵列所增加的维数,以流形分离技术构造与到达角无关的宽带聚焦矩阵,无需预估角且估计性能良好. 采用Root-MUSIC算法避免传统算法中的谱峰搜索过程,降低了计算量. 仿真结果表明,该方法与需要预估角的已有Khatri-Rao子空间宽带DOA估计方法FKR-RSS相比,具有相近的估计精度和目标分辨力. 在信号源数大于阵元数的情况下,其性能优于FKR-RSS.     

基于2D-MUSIC算法的DOA估计

利用经典的2D-MUSIC算法对二维阵列的DOA估计进行了研究,在平面阵列数学模型以及2D-MUSIC算法的DOA估计模型基础上,以均匀平面阵列为例,对3种不同参数的DOA估计进行了计算机仿真,分析了仿真结果.得出了在不同参数变化趋势下DOA估计的相应变化情况。     

共形阵列LFM信号DOA和极化参数的联合估计

利用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FRFT)对线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的能量匹配聚焦特性来简化共形阵列的数据模型,根据子空间拟合原理提出一种信源DOA和极化参数的去耦联合估计方法. 直接进行DOA估计涉及求解难度较大的多维多峰参数搜索过程,于是通过重构噪声子空间
和流形矩阵建立了单峰的目标函数,然后用PSO算法估计信源方位角和俯仰角,在此基础上利用ESPRIT实现极化参数估计. 仿真实验表明,去耦参数估计方法能在保证算法性能的前提下简化问题复杂度,有效降低运算量.     

特殊阵列的二维到达角方向估计

在特殊均匀线阵的基础上,提出一种二维DOA估计新方法,利用参考阵列的旋转不变性构造整个虚拟阵列的旋转不变性,采用横向和纵向双重扩展提高了阵列的扩展性能,并实现四阶累积量矩阵的无冗余数据处理. 新方法只需计算两个四阶累积量矩阵就可获得信号子空间的估计,进而利用二维ESPRIT方法求得最终的解. 理论分析和仿真实验表明,该算法计算量低,阵列扩展能力强,估计精度高,具有一定的实用性.     

双基地MIMO雷达多目标定位

针对双基地多输入多输出雷达目标定位问题,提出一种基于联合矩阵上三角化的收发角度估计算法. 将收发角度估计问题转化为联合矩阵上三角问题,采用扩展QZ迭代算法对其求解,估计收发阵列流型矩阵,最后利用谱分析算法恢复收发角. 该算法充分利用匹配滤波输出的所有信息,无需二维谱峰搜索,每次迭代均可得到精确的闭式解. 与现有算法相比,该方法的角度估计精度更高,且收发角可自动配对. 仿真结果表明所提算法的有效性.     

基于蝙蝠算法与信号稀疏分解的DOA估计研究

稀疏分解的DOA估计法具有很高的估计精度,但稀疏分解计算量巨大,需要较长的计算时间。针对这一问题,将蝙蝠算法与信号的稀疏分解算法相结合,应用于信号的DOA估计。利用蝙蝠搜索算法搜索路径优、寻优能力强的优点,可快速寻找到正交匹配追踪过程中每一步分解的最佳原子,从而实现信号快速稀疏分解。仿真结果表明,引入蝙蝠算法后,在有效的估计条件下,加快了计算速度,减少了计算量。     

一种基于Chirplet分解的时频分析快速算法

针对信号自适应chirplet分解未知参数多、实现起来比较困难的特点,提出了一种新的chirplet分解快速算法．该算法利用计算信号的二次相位函数,得到其能量分布集中于信号的调频率曲线上的结论,此时通过谱峰检测可同时获得chirplet调频率、时间中心和幅度的估计;然后通过解线性调频技术获得其初始频率和宽度的估计．仿真结果验证了本文算法的有效性．     

二维Arimoto灰度熵阈值分割

针对近年提出的二维Arimoto熵阈值分割方法只依赖图像灰度级出现的频数信息,而未考虑图像类内灰度均匀性这一问题,提出了基于灰度-梯度直方图的二维Arimoto灰度熵阈值分割方法.首先,在Arimoto熵的基础上直接考虑图像类内灰度均匀性,构建出一维Arimoto灰度熵阈值选取公式;结合灰度-梯度二维直方图目标与背景区域划分方式,推导出二维Arimoto灰度熵阈值选取公式;通过阈值选取函数所涉及中间变量的递推计算公式来消除冗余计算;采用基于Tent映射的混沌序列对人工蜂群算法的局部搜索阶段进行改进,以改进后的蜂群优化算法来加快图像分割最佳阈值的搜索速度,大大减少了时间花费.大量的典型图像对比实验结果表明,所提出的方法能够快速而准确地实现图像分割,且总体效果优于二维Shannon熵、二维Tsallis灰度熵和二维Arimoto熵阈值分割方法.     

基于差分进化的二维熵图像分割

二维熵图像分割方法利用图像的局部空间信息,分割结果优于一维熵分割法,但计算效率较低.遗传算法和粒子群算法等最优化算法能提高二维熵图像分割方法的效率,却不能保证获得全局最优阈值.为此,提出一种基于差分进化算法的二维熵图像阈值分割法,用局部搜索策略提高搜索最优阈值的精度.实验表明,所提出的方法有良好的鲁棒性,能保证获得最优阈值.与基本的二维熵图像分割法相比,分割速度有很大的提高.     

基于灰色(1,1)模型的近场源高阶特征估计

近场源的高阶特征参数估计是阵列信号处理的重要内容.通过对近场源高阶特征参量估计可以实现对波达方向(DOA)的频率估计、时延估计、运动目标的多普勒估计.传统的近场源特征估计算法采用单频特征估计方法,无法实现对信号各个参量的联合估计.该文提出一种基于灰色(1,1)模型的近场源高阶特征估计算法.构建近场源的参量估计数学模型,通过空间谱估计方法,实现对空间信息的获取,利用信号子空间和噪声子空间的正交性,通过改变灰色(1,1)数学模型来减少对高阶特征参量不平衡敏感性,实现高阶参量联合特征估计.仿真结果表明,采用该算法进行近场源的高阶特征参量估计,能较精确的估计出两个信源的方位角、距离和频率三维参数,在雷达、声纳、通信等信号与信息处理中展示了较好的应用价值.     

一种改进的二维Otsu图像分割算法研究

对当前的二维Otsu阈值分割算法进行了改进，降低了计算的复杂度使用两个一维的Otsu算法来求出二维Otsu算法所需要的阈值，并在算法中引入了最小类内离散度的概念，利用遗传算法寻找出最优的阈值，以消除二维算法需要在整个图像内搜索的弊端，促进了算法的整体性能的提升与其他文献中算法相比，证明了该文算法的可行性，在时间上要大大优于其他算法，并且分割效果也相对理想     

基于一种二维ESPRIT算法的ISAR超分辨成像

应用ESPRIT算法能很好地提高逆合成孔径雷达(ISAR)的成像分辨率,但是传统的ESPRIT算法是一种一维估计方法,因此本文通过构造一个特殊阵元阵列,引入一种二维ESPRIT算法,并且使用了空间平滑技术,试验证明这种方法计算量低、分辨率高、估计方差小等优点。     

二维六角氮化硼光学性质的应变调控

采用第一性原理方法研究了二维单原子层六角氮化硼(hexagonal boron nitride,H-BN)在不同应变状态下的光学性质.计算结果表明:二维单原子层H-BN光学性质对晶格应变敏感;在平面对称和非对称应变下,随着晶格常数的增大,原子层H-BN的介电函数峰都发生红移;在非对称应变下,由于对称性破坏,单层H-BN表现出各向异性的光学性质.这些结果表明,平面内应变可以有效地调节H-BN的光学性质.     

DS-CDMA系统中基于矩阵点除算法的DOA估计

针对DS-CDMA系统的多用户环境,提出了一种有效的DOA估计算法.该算法首先分离出每一条路径上的信息,然后通过矩阵点除运算,高效地实现了DOA估计.算法避免了特征值分解这类复杂运算,同时也不需要估计信源个数并自动实现了路径配对,是一种简便易行的高精度算法.仿真实验验证了算法的有效性.     

二维粘性不可压缩流动的Fourier-Chebyshev拟谱逼近

该文构造了计算二维粘性不可压缩流动的Fourier-Chebyshev拟谱格式,严格证明了其广义稳定性和收敛性,并给出了数值结果,该文的理论分析为此类混合逼近的误差估计提供了一个框架。     

AM-AM变换对卫星跟踪和数据中继DOA估计的影响

摘要： 在跟踪和数据中继卫星系统反向链路中,多路频分复用信号通过高功率放大器时存在严重的交调干扰,导致输出的各路阵元信号严重失真. 针对这一问题,该文通过幂级数模型分析高功率放大器调幅-调幅(AM-AM)变换对通道间幅度一致性的影响机理,建立幅度不一致性对波达方向(direction of arrival, DOA) 估计影响的数学模型,并进行计算机仿真. 理论分析和仿真结果表明：高功率放大器的AM-AM变换不会引起估计角度的偏移,但会导致空间角度范围内的谱峰值降低,同时使3 dB 谱宽变宽. 此外,AM-AM变换还会导致DOA估计性能恶化.     

声矢量传感器阵列的实值Root-MUSIC算法

为提高矢量传感器阵列的波达方向(DOA)估计精度和减少运算量,提出了基于矢量传感器阵列的实值化求根MUSIC算法。该算法计算量远远小于矢量传感器阵列的MUSIC算法和RootMUSIC算法。通过阵列信号的空间谱,选择合适的引导方位向量。对阵列协方差矩阵进行实值化重构与特征分解,构造蕴含信号源方位信息的多项式,再将阵列的DOA估计转化为多项式的求根问题。仿真实验与相同阵列孔径的声压传感器阵列的对比实验表明,该算法在低信噪比、小快拍数情况下具有更好的估计性能。通过湖试试验验证了该算法具有较强的工程实用性。     

应用循环平稳特性的宽带信号DOA估计

针对循环平稳宽带信号DOA估计问题,结合信号的循环平稳特性和共轭循环平稳特性,采用子空间分解方法研究宽带信号DOA估计方法. 该方法同时利用宽带信号循环平稳和共轭循环平稳两方面信息构造出扩展循环相关矩阵,采用常规方法得到宽带信号的方位谱,继承了Cyclic MUSIC算法的优点,当处理宽带信号源时不需要估计最佳延时时间. 仿真结果表明该方法具有良好的宽带信号选择能力和分辨能力,能抑制大功率干扰信号,估计性能较好.