浅海波导中时间反转处理增强信混比能力的仿真分析

针对典型的浅海波导环境,通过计算机仿真研究了目标位于波导中间深度条件下时间反转处理增强信混比的能力以及目标深度的变化对信混比增强能力的影响。对时间反转处理和一般均匀传输产生的目标回波和海底混响强度进行了定量比较。结果表明,在仿真条件下,目标位于波导中间深度时,与一般的均匀传输相比,时间反转处理获得的目标照射强度高10dB～15dB,而相应的海底混响却低了10dB左右,这验证了时间反转处理有效增强信混比的能力,而目标靠近海面或海底时,时间反转处理的海底混响抑制能力有所减弱,当目标位于海底时,由于时间反转聚焦,该距离上将出现一个海底混响峰值。     

提高信混比的模空间滤波方法研究

基于混响和目标回波的简正波模型，通过仿真分析，比较了混响场和目标散射场的模空间差异性。研究结果表明：在模空间，混响的能量集中在高阶模，即混响有“高通”趋势-通过模空间滤波的方法．有望提高信混比。     

浅海波导远程信混比预报模型

浅海主动探测时,海底混响是目标回波的主要背景干扰,信混比影响主动声纳的性能.混响和目标回波都属于海洋中的散射问题,利用简正波方法,结合平面波散射函数建立了浅海远程信混比预报模型,实现了不同环境参数下信混比的量化分析.仿真比较了不同信号形式、频率以及不同海底底质下的刚性球信混比曲线,从理论上分析了回波随距离的振荡现象.结果表明：用无指向性的声源探测目标时,信混比较低,探测较为困难;宽带信号照射下目标回波更加平稳;简正波之间的干涉导致回波随距离发生振荡,频率越高,干涉结构越复杂;在硬海底环境中信混比相对较小且目标回波振荡剧烈.     

掩埋物体的小掠角散射声场与回波信混比

探测掩埋物体的水声系统,通常是在一定距离之外以小掠角声波扫描海底的方式工作,现有的射线声学模型已不能进行系统性能预报。采用波数积分模型和等效源建模方法,将声波在介质中的传播和掩埋物体的散射场计算融为一体,可以高精度地进行各种形状物体、不同声波束和任意掩埋状态下的三维散射场计算。利用开发的声场模型,计算出了典型球壳的等效目标强度和信号混响比随频率、掠射角及掩埋深度的关系曲线。在此基础上,提出一种基于时反聚焦发射、水下移动平台接收的双基地探测设想,并采用开发的声场模型验证了其正确性。     

基于小波多分辨力分析的低信杂比下点目标跟踪方法

低信杂比下的小目标跟踪问题是目标跟踪领域中的难点,本文在理论分析的基础上提出了用小波多分辨力分析法跟踪低信杂比下的点目标,同时讨论了该方法与基于边缘检测的跟踪方法的区别。最后用以天空为背景的视频序列及以海洋为背景的视频序列做了实验研究,结果表明本文所提方法能够准确跟踪低信杂比下的点目标。     

基于子空间方法的语音增强算法研究

给出了一种基于子空间方法的语音信号增强处理算法，该算法提供了在语音信号失真和残留噪声之间进行控制的机制，克服了以往语音增强算法中对语音信号的噪声特点的限制，可以对混有加性白噪声、有色噪声和音乐噪声的语音信号进行增强处理。     

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.     

基于AMD的经验模态分解含间断信号模态混叠消除方法

针对在经验模态分解筛选过程中间断信号引起的模态混叠问题,提出了一种基于解析模态分解的经验模态分解模态混叠消除新方法。利用第1个固有模态函数的瞬时频率特性得到其频率成分及二分频率,且能实现对间断信号的定位,然后再采用解析模态分解方法分离出间断信号,再对处理后的信号进行经验模态分解,从而消除该间断信号的影响。仿真分析和工程应用的结果表明,该方法能有效消除间断信号在经验模态分解过程中引起的模态混叠现象。     

基于偏时域相干分析的频谱混叠信号分离方法

提出一种基于偏时域相干分析的频谱混叠信号分离方法。该方法依据参考信号,利用偏时域相干函数,通过对信号分量与混合信号的功率比进行定量分析得到信号的瞬时混叠模型,最后按照瞬时混叠的逆过程分离出各信号分量。该方法与自适应分离方法的输入信号模型等价,且概念、算法简明。典型信号条件下的仿真实验表明在其功能与自适应分离方法基本相同的情况下,信号分离的准确度优于自适应方法。     

颗粒增强体的表面处理方法

论述了颗粒增强复合材料制备中遇到的界面问题。作为解决问题的途径之一，介绍了几种常用的颗粒增强体表面处理方法，并与纤维增强体的表面处理方法作了简单的比较。     

时间反转镜DOA-AT成像算法

超声成像中广泛应用的DOA算法容易受到介质的不均匀性和多途效应的影响,纵坐标分辨率较差。在时间反转法理论的基础上,提出在随机媒质中采用时间反转镜超声成像的DOA-AT新算法。新算法通过对散射中接收信号的到达时间和响应矩阵频域奇异值进行分解,将时域内目标函数DOA估计与到达时间估计结合起来,使成像目标的纵坐标估计得到明显改善,对目标检测能力增强。     

基于Shannon 复数小波的复合材料结构时间反转聚焦多损伤成像方法

研究了一种基于压电传感器阵列和主动Lamb 波的结构损伤成像方法,有助于克服Lamb 波在板结构中、特别是在复合材料板结构中存在的频散、多种模式及模式转换的现象给结构健康监测带来的困难。分析了结构多损伤散射信号的时间反转聚焦原理,在此基础上提出了一种基于Shannon 复数小波和时间反转聚焦的信号合成成像方法。该方法中,确定Lamb 波响应信号的到达时刻是信号能够准确聚焦的关键因素之一。提出了利用Shannon 复数小波变换计算Lamb 波响应信号到达时刻的方法。在碳纤维复合材料板结构上对整套信号合成成像方法进行了验证。研究结果表明,该方法能够有效地对同一个监测区域中的多个损伤进行成像定位。相对于30 cm ×30 cm 的监测区域,定位误差不超过2 cm。该方法有助于结构健康监测技术的工程应用。      

基于声压时间反转镜的水下目标被动定位技术

文章围绕基于时间反转镜技术的水下运动目标被动定位问题,讨论了被动声压反转镜（Pressure Time Reversal Mirror,PTRM）定位的基本原理,在此基础上,对PTRM进行了定位仿真分析,并对湖上试验数据进行了处理,试验结果与理论结果基本一致。结果表明,利用PTRM技术可以有效地对水下运动目标进行被动定位。     

基于Hilbert-Huang变换和听觉掩蔽的语音增强算法

Hilbert-Huang变换是一种新型的具有自适应性的时频分析方法,分析了HHT算法的原理,提出了一种基于HHT和听觉掩蔽的语音增强算法,首先将语音信号进行EMD分解得到各阶IMF分量,然后对高频IMF分量进行听觉掩蔽处理,最后将处理后的分量与剩余分量叠加得到重构信号。仿真结果表明所提出的算法降低了语音失真测度值,提高了语音信号的信噪比、清晰度及可懂度,并与听觉掩蔽算法和谱减法进行了比较,显示了该算法的优越性。     

被动时反与自适应均衡相联合的水声通信研究

在实际的水声环境中,被动时反处理单向传输、实施简单,可以减小信道衰落的影响并重组多途信号,抑制码间干扰,但因水声信道复杂性等的影响,接收到信号经被动时反处理后仍存在残余的码间干扰,为此,被动时反处理后,基于递归最小二乘（RLS）的判决反馈自适应均衡处理方法被用来消除这些残余的码间干扰。复杂的实验室波导试验结果表明这种联合处理：（1）实现了无误码传输,（2）自适应均衡器的抽头数较少,计算复杂度较低。验证了被动时间反转和自适应均衡相联合的信号处理方法在相位相干水下通信中的可靠性与高效性。     

基于改进时间反转法的超声导波检测系统构建

针对目前国内自主研制超声导波检测设备能力不足以及常规超声导波检测灵敏度较低等问题,构建一种基于改进时间反转法的超声导波检测系统。利用超声导波线性叠加性,单独激励时间反转信号,再线性叠加检测信号,在LabVIEW环境下,开发基于NEXTKIT信号万用仪和NI PXI-6331采集卡的超声导波时间反转检测系统。实验结果表明:纯净的时间反转信号是获得良好聚焦效果的前提,为窗宽选择提供依据,有效提高小缺陷反射回波信号幅值,为设备小型化提供可能。     

基于虚拟时间反转的高分辨率复合材料板结构损伤成像

针对传统时间反转(TR)方法消除Lamb波传播时间和操作复杂的问题, 提出了虚拟时间反转(VTR)方法。该方法采用换元激励和接收机制以保留时间信息, 并运用信号运算代替物理TR操作。讨论了基于阶跃激励获取损伤监测路径传递函数的VTR实现过程。提出了基于VTR的高分辨率损伤成像方法。为了降低复合材料各向异性的影响, 在成像中进行了速度修正。实验结果表明, VTR方法能对碳纤维复合材料板中的Lamb波损伤散射波包进行部分再压缩和TR聚焦, 通过本文中成像方法也能清晰显示出板中单个和两个近邻损伤。      

多尺度抗噪反锐化掩模的医学影像增强算法

针对线性反锐化掩模法对医学图像增强的不足,提出了一种基于多尺度抗噪反锐化掩模的医学影像增强算法(MSNR-UM)。该算法将原始图像分解为一个多分辨率金字塔,金字塔的每一级代表该尺度下的细节图像,利用非线性函数对各尺度下的细节图像进行增强,采用与分解过程相反的步骤将处理后的各尺度细节图像合成为增强图像。实验结果表明,在处理同一图像时,MSNR-UM法的背景噪声方差仅为线性UM法的28%。     

海洋波导条件下矢量反转镜空间相关特性

利用简正波理论,对海洋波导条件下的矢量反转镜空间相关特性进行理论分析．并利用10Hz～200Hz低频宽带信号进行仿真计算。仿真结果表明,当仿真信道与实际信道完全匹配时信道相关出现最大峰值,且峰值所在位置即为声目标所在位置。据此给出矢量反转镜被动定位仿真实例。