自适应插值空域矩阵滤波器设计

针对基于常规插值矩阵滤波的高分辨方位估计算法当非插值区域存在强声源信号时性能严重降低的问题,提出了一种自适应插值空域矩阵滤波器的设计方法.该方法在保证插值误差和非插值区间滤波响应低于设定值的条件下,最小化插值空域滤波后的输出功率,使得插值矩阵滤波器能尽量保证让插值阵列流形逼近于规定的虚拟阵列流形,同时抑制非插值区间(阻带)的干扰和噪声.将滤波器的优化设计问题表达成二阶锥规划的形式,利用已有的内点方法求出其数值解.仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种自适应的主动声呐直达波干扰抑制算法

为了克服主动声呐编队作战条件下的直达波干扰,达到检测微弱目标回波信号的目的．提出了一种基于频域分块自适应滤波算法的直达波抑制方法。这种方法将自适应滤波理论和匹配相关技术相结合,首先对接收数据做频域分块自适应滤波,再利用已知发射信号副本进行匹配相关,最后提取目标回波信号。其中,频域分块自适应滤波算法相比基本最小均方算法,计算复杂度降低,收敛速度快,基本保证了主动声呐每个探测周期内的直达波抑制和目标回波的提取。通过数值仿真实验表明：在强直达波干扰存在条件下,该算法对目标回波的提取在精度和鲁棒性等方面均优于以往的直接匹配相关方法。     

空域预滤波的稳健自适应波束形成方法

假定的期望信号方向向量与真实信号方向向量存在误差时,常规自适应波束形成性能将严重降低,针对该问题,提出了一种稳健的自适应波束形成算法.首先利用凹槽空域矩阵滤波器对基阵接收数据进行空域预滤波,消除协方差矩阵中的期望信号分量,然后重构协方差矩阵同时反变换到阵元域,再用重构的协方差矩阵形成自适应波束权向量.由于方法消除了期望信号分量的影响,极大地提高了自适应波束形成算法对系统误差的稳健性.计算机仿真验证了所提方法的有效性.     

基于干扰方位跟踪的自适应干扰抑制方法

针对复杂海洋环境中声呐探测弱目标易被强干扰淹没的问题,提出一种对被动声呐探测到的强干扰源进行跟踪抑制的方法,通过对观测数据的互谱密度矩阵(Cross Spectral Density Matrix,CSDM)进行特征分解,根据干扰方位范围的先验知识,对干扰源的方位进行跟踪,依据方位信息选择代表强干扰的特征向量,依此根据不同的算法重构剔除了干扰信息的CSDM。数值仿真和海试数据验证结果表明,该方法能够在已知干扰初始方位区域的情况下自适应地抑制强干扰,较好地保留并提取目标信息,检测出感兴趣的目标。该方法为后续的目标识别与跟踪提供了有利条件。     

一种视频强杂波两级空域滤波抑制方法

为便于对复杂视频强杂波背景下的微弱运动目标进行检测,提出了一种两级空域滤波强杂波抑制方法。采用局域均值去除(LMR)作为一级滤波,将原始图像变换为较大局域内均值和方差缓变的二维广义平稳过程,再通过基于二维AR模型参数估计的二级滤波器自适应滤除残余杂波。实验结果表明,对于一般噪声条件下的视频目标图像,利用该方法处理后得到的残留噪声呈现出很好的高斯性和独立性,并且输出目标信号杂波噪声比(SCNR)的平均增益达到1．33dB,有利于进一步的检测。     

非高斯混响背景下一种自适应CFAR检测器的研究

在浅海波导中混响是主动声纳系统的主要干扰,为了抑制混响,通常采用宽带发射信号和大孔径发射、接收阵。这两种方法都减小了混响的分辨单元．因此经波束形成和匹配滤波后提高了信混比。然而这也带来了负面影响,即分辨单元内混响包络的分布偏离了传统假设的瑞利分布,出现了高尾的非瑞利分布,导致匹配滤波器虚警概率提高。为了得到恒虚警检测器,需要对混响进行更精确的建模。通过理论和实际数据分析表明,利用多变量椭圆轮廓分布可以很好的建模浅海混响的统计特性。在混响建模为多变量椭圆轮廓分布模型的基础上,利用GLRT理论可以得到一种自适应CFAR检测器,通过实验数据分析,自适应CFAR检测器较之常规匹配滤波器,其信混比（SRR）可提高3dB。     

基于模糊自适应Kalman滤波的机械手动态图像雅可比矩阵辨识

提出了一种改进的基于模糊自适应Kalman滤波的动态图像雅可比矩阵辨识方法.该方法在机器人参数和滤波参数未知而且视觉成像模型动态变化的情况下,通过模糊逻辑自适应控制器在线监测滤波残差均值和残差协方差误差,对过程噪声参数Q和量测噪声参数R进行自适应调节,实现了未知环境下动态图像雅可比矩阵的稳定辨识.通过微装配机械手运动实验验证了该方法的有效性.     

广义数学形态滤波器的旋转机械振动信号降噪

针对传统形态滤波器由于采用相同尺寸结构元素而导致的输出统计偏倚严重的问题,提出采用不同尺寸结构元素级联而成的开－闭和闭－开组合广义形态滤波器实现旋转机械振动信号的降噪方法。研究了广义形态滤波器在脉冲噪声与随机噪声干扰下的降噪效果,比较了广义形态滤波器与传统形态滤波器分别对仿真信号与实际振动信号的滤波效果。实例表明,广义数学形态滤波器能够更有效的消除噪声的干扰,获得更高的信噪比。广义形态滤波降噪算法只涉及加减和极大、极小运算,运算简单且执行高效,具有较好的实用价值。     

自适应控制算法在振动主动控制中的应用

通过试验研究主动控制振动传递的效果。采用频率在线估计和跟踪滤波的自适应控制方法,将以分量型式抑制谐波干扰引起的振动。在控制过程中,通过递推计算进行频率估计,用中心频率随动的带通滤波器进行信号跟踪,并在基本LMS方法的基础上形成自适应控制器。建立了多点控制试验台,实施跟踪滤波的自适应对消。结果表明：自适应方法能够很好地抑制谐波干扰的影响;对于多点隔振,控制通道之间存在强烈耦合作用,整体隔振效果与被控结构的振动模态相关。     

一种强噪声背景下的微弱信号检测的新方法

基于自适应滤波算法对小波滤波器的构造方法进行了研究，重点在于解决对强噪声环境下微弱信号提取所需要的小波变换的子带自适应滤波器的构造，把小波变换技术和自适应滤波技术应用于微弱信号的检测。提出基于自适应小波变换的心电信号的检测，利用小波变换的子带编码理论，通过在多个子带权值的自适应匹配，回复后拟合微弱信号。仿真结果表明，该方法可进一步改善信号的检测能力，在检测微弱信号的特征和改善信噪比方面是一种十分有效的方法。     

基于最大化信干噪比的广播信道干扰消除算法

研究了广播信道分布式干扰消除算法的性能,提出了一种基于动态功率分配的多天线广播干扰信道对齐算法.该算法利用多用户多天线干扰信道相关矩阵的迹来计算分配功率,并采用最大化码流信干噪比的方法来得到预编码矩阵和接收滤波器矩阵.数值仿真表明,该动态功率分配算法与等功率分配算法相比,尽管低负荷下干扰对齐后的平均信干噪比增益不明显,但中、高负荷下其干扰对齐后的平均信干噪比大幅提高,特别是高负荷下可以解决等功率方法存在的信干噪比瓶颈效应.由于低负荷的应用需求并不强烈,因而该算法是一种实用的广播信道干扰消除方法.     

Adaptive detectors with diagonal loading for airborne multi-input multi-output radar

The problem of adaptive target detection for airborne multi-input multi-output (MIMO) radars with space-time receivers in the presence of Gaussian interference (including clutter and noise) is studied. Previous work has assumed the interference covariance matrix to be known. The case with unknown covariance matrix is investigated here. By exploiting the low rank property of clutter subspace, generalised likelihood ratio test detector and adaptive matched filter detector with diagonal loading are suggested to improve the detection performance of MIMO radars in limited secondary data case. The closed-form detection probabilities and false alarm probabilities of the two proposed detectors are derived and numerically evaluated. Theoretical analysis and numerical results show the advantages of the proposed detectors.     

稳健协方差矩阵重构波束形成算法

针对信号导向向量失配以及接收数据协方差矩阵存在误差会导致传统的自适应波束形成器产生能损失的问题,提出了一种基于干扰加噪声协方差矩阵重构的稳健波束形成算法.该算法通过对信源来波角度范围进行Capon谱估计得出重构信源协方差矩阵,并通过特征分解以及子空间性质得出信源的导向向量,然后利用重构所得信源导向向量计算出信源功率以及...     

基于最优收缩的传声器阵列部分相干噪声去噪方法

传声器阵列信号的去噪问题对波束形成方法具有重大意义。在复杂干扰环境下,背景噪声的分布不再满足传统的互不相干假设,而更趋近于部分相干。文章研究了空间噪声的分布机理和部分相干噪声理论,并提出了一种在已知声源个数下的传声器阵列部分相干噪声的去噪方法：通过声源噪声的低秩假设以及部分相干噪声的稀疏假设,基于最优收缩方法（Opt-Shrink）迭代提取传声器阵列互谱矩阵的低秩部分,实现去噪的目的。通过仿真,验证了该方法在相干通道数为10和25时,可以获得明显的成像结果;而传统针对不相干噪声去噪的对角线移除方法（DiagonalRemoval,DR）在相干通道数较多时,声源定位结果较差。在强干扰低信噪比的声源定位实验中,该方法相对于对角线移除方法可以得到更好的去噪效果。     

强干扰环境下声源可视化重建方法的研究进展

准确识别噪声源是机电产品噪声控制的关键,其中,近场声全息和波束形成是两种常用的声源可视化重建方法,分别适用于近场低频和远场高频声源重建的情况。传统的声全息和波束形成方法基于自由场假设,即适用于目标声源辐射声与干扰噪声之间的信噪比大于10 dB的情况。然而很多机电产品的噪声测试只能在工作现场进行,不满足自由场条件。为此,从声学传播方程和信号处理两个方面出发,回顾了强干扰环境下声源可视化重建方法的研究发展历程,评点了每种方法的特点和适用范围。重点介绍了强干扰环境下的近场声全息方法,包括声场分离法和逆块传递函数法。另外,还介绍了混响环境下的声源重建方法以及基于信号处理的信号噪声分离方法。最后,讨论了强干扰环境下声源重建有待解决的问题及其发展趋势。     

MVDR自适应波束形成的一种智能算法

最小方差无失真响应（MVDR）自适应波束形成方法在声纳阵列信号处理中得到了广泛的应用。当存在强干扰时,传统的MVDR算法的稳定性较差,在有限次快拍数条件下,会带来一定的信噪比损失。将粒子群优化算法（PSO）引入MVDR的求解过程,提出了一种MVDR的数值实现方法。该方法在保持信号能量不变、干扰和噪声能量最小的约束条件下,利用粒子群优化算法通过数值搜索的方法获得MVDR的最优权向量。在小快拍数条件下,较一般的MVDR具有更好的抑制干扰能力。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

A two-channel circuit for protecting a resonant gravitational antenna from correlated non-Gaussian interference

A modernized circuit with a noninertial nonlinear element, a whitening filter and a matched filter, connected in series-parallel, for suppressing correlated non-Gaussian interference at the output of a cryogenic resonant gravitational antenna is considered. The algorithm is based on the use of optimum processing of vector signals. __________ Translated from Metrologiya, No. 5, pp. 3–9, May, 2008.     

自适应串扰噪声消除技术在小孔径钻孔超声波检测中的应用

介绍了一种基于自适应滤波的噪声消除技术,分析了超声波用于小孔径钻孔检测中存在的同频串扰噪声的生成原因以及它对测量的影响,并对串扰噪声信号和待测信号进行建模;介绍了自适应噪声对消的原理,并针对应用给出了定步长自适应噪声的消除算法以及改进后的变步长自适应噪声消除算法,对两种算法在自适应学习速率上进行了比较,并给出经自适应去噪后的信号和原始信号的对比结果。     

认知型水声通信时空自适应处理算法研究

针对浅海水声通信面临的复杂干扰环境,提出了一种适用于水声通信系统的认知型时空自适应处理算法。该算法在传统时空自适应阵列处理算法的基础上引入了干扰认知的功能,通过干扰认知处理降低计算量,并且实现干扰样本的选取,确保自适应算法的可靠收敛。利用了协方差矩阵特征分解和多重信号分类(Multiple Signal Classification, MUSIC)估计干扰的个数,辅助选取盲源分离算法中的维度和时空自适应算法中的空域维度,进行算法降维处理。针对采用盲源分离后的各干扰,采用包络检测法提取时域特征,采用短时傅里叶变换(Short-time Fourier Transform, STFT)方法提取时频谱特征,分析干扰特征,实现干扰分类,从而实现干扰样本的选取。通过计算机仿真验证了该认知处理算法的性能。     

两个宽带噪声矢量场模型的空间相关特性

针对宽带噪声矢量场的空间相关特性问题,文章讨论了各向同性噪声模型和表面噪声模型。在高频近似条件下,根据射线声学理论和简谐平面行波满足的欧拉公式,采用时域建模方法分别建立了宽带各向同性噪声和表面噪声矢量场模型。给出了噪声场相关函数的积分表达式和竖直方向空间相关系数的解析表达式。数值分析结果表明,相较于窄带噪声矢量场,宽带噪声矢量场各分量空间相关系数振荡幅度更小,随空间两点间距的增大更快地趋近于零;噪声源指向性对表面噪声场竖直方向上的空间相关特性的影响显著。相较于已有的宽带噪声空间相关系数计算方法,文中模型无需使用傅里叶合成方法,可通过时域建模直接获得宽带噪声空间相关函数。