宽带聚焦波束形成算法优化

通过聚焦的方法实现宽带信号的波束形成,可以得到更好的波束形成效果,而且运算量较小,精度更高。在聚焦过程中,聚焦矩阵和聚焦频率选择的偏差会直接影响宽带聚焦波束形成效果,严重时聚焦算法还可能失效,达不到宽带聚焦的目的。利用稳健Capon波束形成算法(RCB)算法对聚焦矩阵进行修正,使宽带信号通过修正的聚焦矩阵全部聚焦在最佳聚焦频率上,最后再对窄带数据利用二阶锥方法实现波束形成。仿真结果表明该算法得到的宽带聚焦波束旁瓣级更低、主瓣更窄。     

Ku波段宽带波束切换开关设计与优化

设计了一种基于四端口差分相移环行器的Ku波段宽带波束开关.针对波束开关在Ku波段获得大于1.5 GHz的带宽的目标,魔T和3 dB电桥采用了多级匹配的原理.考虑到功率、散热和额外的磁路结构,基于H侧加载铁氧体薄板结构设计了π/2差分移相器.然后设计并仿真了Ku波段宽带波束开关的整体性能.仿真结果显示,端口反射小于20 ...     

基于码相关的自适应多波束形成算法

本文给出一种基于码相关的GPS接收自适应多波束形成算法.这种算法的优点是在形成波束对准期望信号并消除干扰时,不需要直接给出这些信号的DOA信息.计算机仿真结果给出了对抗干扰的性能.     

自适应波束形成语音增强方法的研究与实现

在车载系统、电话会议与多媒体会议等语音处理系统中,由于受到混响、背景噪声及干扰等因素的影响,麦克风拾取的信号通常为带噪的语音信号。这样,不仅影响语音的可懂度,而且影响语音处理系统的整体性能。因此,需要进行有效的噪声抑制,以增强语音信号的质量。本文中重点介绍了采用LMS算法的自适应波束形成语音增强系统。自适应语音增强算法较其它方法相比,采用了一个参考噪声作为辅助输入,从而能获得比较全面的关于噪声的信息,因而可以得到更好的降噪效果。在分析研究LMS算法的基础上,本课题用Matlab语言对LMS算法实现自适应语音增强进行了仿真实现。实验结果表明,该算法在一定程度上可有效地抑制噪声,提高信噪比,减少失真。     

LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法

针对封闭环境中语音信号受到混响影响,提出了LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法。该算法通过计算麦克风阵列接收到含混响信号的短时傅里叶变换得到频域阵列信号,对频域阵列信号分频处理,将分频的信号进行线性约束最小方差波束形成滤波处理,该波束滤波根据每个频段上混响时间不同的特性对频域阵列信号进行分频处理后,将波束形成算法分别应用到高低频中,以提高混响抑制的精度;再由频域阵列信号的组合功率谱进行维纳后置滤波以抑制混响,由麦克风阵列接收到混响信号的直达波和反射波之间不相关性及麦克风阵列接收信号的空间信息解决维纳滤波器的精确估计问题;最后由逆短时傅里叶变换恢复出时域信号。仿真结果表明,该算法对混响抑制具有明显的改善;且在混响时间600 ms条件下语音增强系统的PESQ值提高了0.26。     

基于数字波束形成的多目标测控

针对单站多目标同时测控中存在的问题,提出将数字波束形成技术应用于单站测控系统天线中,以更好实现对多目标的同时测控。针对多目标测控对天线系统的特殊要求,并结合数字波束形成技术自身的特点,分析了数字波束形成技术在实现全空域波束扫描、大型阵列波束形成和多目标跟踪时存在的3方面突出问题,并提出了解决的初步思路和方向。分析表明,采用数字波束形成技术的天线具有诸多优势,其在对多目标测控中具有广阔的发展前景。     

基于LMS算法的智能天线波束形成技术的研究

在对智能天线波束形成相关理论研究的基础上,重点研究了LMS自适应滤波算法,并借用Matlab仿真平台,研究信号进入阵列以后,利用LMS算法对信号的幅度和相位进行调整加权求和,使输出的信号达到最优效果。并且分析了程序设计参数中的阵元个数、波达方向的角度等对信号性能的影响,使信号的收敛程度达到最佳。通过仿真可以看出LMS算法计算量小,可以达到较好的滤波效果,很好的抑制干扰,容易实现。     

一种改进的去相干波束形成算法

基于均匀直线阵列提出了一种改进的去相干波束形成算法数据平滑波束形成算法。该算法在空间平滑波束形成算法的基础上,通过分析接收阵列数据协方差矩阵的结构,获取其中所包含的需进行平滑的所有子阵数据协方差矩阵信息。对接收阵列数据协方差矩阵进行平滑处理,构造出前后向子阵数据协方差矩阵,避免了子阵数据协方差矩阵的计算,在保证波束形成性能的同时,可灵活地调整子阵长度,有效地降低了运算量。计算机仿真验证了所提算法的正确性和有效性。     

基于导向矢量失配估计的鲁棒波束域自适应波束形成算法

针对目标导向矢量与波束指向失配导致自适应波束形成输出信干噪比下降问题,研究了一种基于导向矢量失配估计的鲁棒波束域自适应波束形成算法。该算法首先在信号与噪声子空间内,基于阵列主瓣宽度自适应迭代估计待检测目标导向矢量的失配误差,进而基于目标估计导向矢量计算波束域ADBF权值。仿真实验表明,算法在较低信干噪比条件下即能准确估计目标真实导向矢量,进而避免ADBF由于导向矢量失配引起的输出信干噪比损失。鲁棒波束域ADBF算法收敛速度快,易于工程实施。     

混合天线及基于散射矩阵的波束形成

本文提出一种由横向馈源阵列放置在反射面顶端构成的混合天线系统,采用了并矢格林函数法对系统中阵列馈源面和反射面孔径面处的场进行计算,然后导出散射矩阵,并通过对散射矩阵的计算、分析来研究混合天线系统中的波束形成问题.通过合理的分析与设计,可以使该天线的波束扫描范围达到数百个波束宽度,而所采用的阵列的单元数量较常规阵列天线少得多.从本文给出的实例可以看出,这种天线在±20°扫描角范围内,波束形状基本保持不变,实现了较大角域内的波束扫描.     

MVDR波束抗干扰算法研究与迭代实现

针对MVDR波束形成算法计算复杂度高、不易硬件实现的问题,提出了一种MVDR波束形成器的迭代实现方法.该迭代实现方法不需要计算矩阵求逆,可以大大降低计算复杂度,易于在硬件上实现.针对直接迭代算法不能快速跟踪干扰变化的情况,进一步研究了基于数据块处理的迭代算法.通过合理的选择数据长度,块处理方法可以迅速感应干扰信号方向的变化.最后,通过理论推导并结合实际应用给出了该算法在FPGA中的实现流程.采用均匀等间隔线列阵,通过计算机仿真验证了该方法的有效性.     

基于波束形成算法的干式变压器异响定位装置研制及应用北大核心CSCD

干式变压器在出现某类缺陷时会发出异响,运维人员通常采用耳听的方式辨别异响所在位置,该方法极易出现辨别不准,甚至无法确定故障点的情况,最终导致干式变压器故障。为了解决该问题,文中首先结合理论分析和实验测试的方法,优选出适合用于干式变压器异响定位的MEMS声学传感器;然后基于波束形成理论,采用声学仿真的方式,确定了最优的轮辐型声学传感器阵列拓扑结构;最后研制了由112个声学传感器单元组成的干式变压器异响定位装置,实验测试结果显示该装置能够准确定位干式变压器异响所在位置。     

一种具有双重鲁棒性的自适应波束形成算法

提出了一种具有双重鲁棒性的自适应波束形成算法,以克服有限采样效应和方向矢量误差引起的波束性能下降。该算法使用对角加载提高鲁棒性,并通过协方差矩阵拟合和优化最坏情况下的波束性能确定对角加载因子。在此基础上,本文得出了最优加载因子的近似表达式,揭示了哪些因素可以影响最优加载因子,以及如何影响。和该领域现有的其他算法相比,本算法运算量更低,具有更好的鲁棒性。计算机仿真对该算法进行了验证。     

线性FDA的二维发射波束合成技术研究

本文提出了一种基于凸优化的均匀线性频控阵（Frequency Diverse Array ,FDA）的二维低旁瓣发射波束合成技术实现方法。由于FDA的导向矢量有方位角和距离两个变量,所以直接采用凸优化进行求解的复杂度较高,文中首先采用Kronecker积把均匀线性FDA分解成两个单变量的导向矢量,它们分别与方位角和距离有关。然后把这两个单变量的导向矢量转化成凸优化问题,降低了求解难度。最后,采用Kronecker积把两个单变量的加权矢量合成一个两变量的加权矢量。仿真结果验证了本文所提出的方法实现了FDA雷达的二维低旁瓣发射波技术。     

基于反卷积波束形成算法的干式变压器异响故障识别技术

针对常规波束形成算法定位精度不高的问题,将基于反卷积变换的波束形成算法应用于干式变压器异响故障识别,分析了反卷积变换的波束形成算法基本原理及其用于干式变压器异响故障识别的可行性;研究了一种采用异响精准定位联合声纹图谱特征识别的干式变压器异响故障识别方法;提出了"高频特征峰能量比"的概念,用于量化机械异响严重程度;最后通...     

一种基于加权多循环频率的盲波束形成算法

由于单循环频率盲波束形成算法仅利用了循环平稳信号的某个典型的循环频率,其性能对循环频率的选择有较大依赖性,只要循环频率存在偏差会导致整个算法失效,因此基于单循环频率的算法在实际应用中存在局限性。针对该问题,为了充分利用信号的多循环频率信息,消除循环频率偏差对算法的影响,研究并首次提出了一种加权的多循环频率盲波束形成算法,给出了多循环频率的最优加权组合方案,该方法采用迭代的方法寻找最优循环频率加权矢量。仿真实验和理论分析表明,在存在循环频率偏差的情况下,本文提出的算法性能优于基于单循环频率算法。     

数字保护常用算法的研究

本文从三个方面讨论数字保护中常用的一般性算法。首先从抑制衰减直流误差出发,研究了FIR滤波器的频域特性和时域特性要求,提出了三种整系数滤波器。其次探讨瞬时采橛值快速滤序算法.所述两种算法在减小计算量和直接相量输出两方而各有侧重。最后介绍利用相量实虚部计算幅值的近似算法和在三相对称系统中利用当前采样值的幅值平方算法。这些逄法首重考虑了实用性和使用者的不同要求.     

圆环共形重叠阵发射多波束形成算法研究

针对非重叠固定扇区波束形成指向模糊,主瓣增益低以及旁瓣较高等问题,设计了一种应用于圆环共形的重叠阵算法.该算法将圆阵划分为多个120°互相重叠的扇区,扇区数量和重叠区域可调整,同时采用有向阵元和Taylor加权,使得期望方向发射波束位于所划分扇区中心区域,获得最大增益.结果 显示,与固定扇区非重叠圆阵相比,重叠圆阵发射...     

基于MVDR聚焦波束形成的变压器局部放电源的定向仿真研究

局部放电是电力变压器绝缘劣化的主要原因,研究局部放电定位对提高电网的安全运行至关重要,研究局部放电的定位首先要明确局部放电的定向。文章提出了一种基于最小方差信号无畸变响应(MVDR)聚焦波束形成的方法,对变压器单个局部放电源定向进行仿真研究,将MVDR方位估计与聚焦波束形成相结合,在定向方面与常规的聚焦波束形成(CBF)相比较,分辨率升高,旁瓣级有明显降低,"混叠"效应的影响更小,该方法还具有抗电磁干扰能力强、系统稳定性好、能够进行现场实时监测等优点。最后通过对该方法的空间谱仿真证明其正确性和有效性。