阵元失效下基于矩阵重构的MIMO雷达DOA估计

针对阵元失效下MIMO雷达目标DOA估计性能下降问题,提出一种基于虚拟阵列采样数据矩阵重构的MIMO雷达DOA估计方法。MIMO雷达的阵元失效分为冗余虚拟阵元失效和非冗余虚拟阵元失效两种情况。当冗余虚拟阵元失效时,通过合并空间上位置相同的正常冗余虚拟阵元输出数据以实现信号降维与失效阵元数据填充。当非冗余虚拟阵元失效时,经降维填充后的数据矩阵中仍存在整行缺失数据,根据降维数据矩阵的低秩和稀疏先验,建立带低秩和稀疏约束的矩阵填充模型,并利用ALM-ADMM算法求解来恢复完整的降维数据矩阵。最后利用root-MUSIC算法估计目标DOA。仿真结果表明,本文方法能够有效提高MIMO雷达在阵元失效时的DOA估计精度。     

基于电桥的高精度电阻测量系统的设计与实现

针对现有的电阻测量仪器和设备对于电阻测量的精度不高以及价格昂贵的问题,设计了一款基于电桥的高精度电阻测量系统。系统采用电桥电路作为测量电路,利用STM32F103RBT6单片机作为控制核心,主要通过基准电压电路和A／D模块电路实现测量电阻数据的采集与模数转换,同时,为了实现对电阻的高精度测量,通过硬件去耦滤波和软件数字滤波及误差补偿2种方式共同减小了接触电阻、导线电阻以及其他各类噪声的影响。系统在测量电阻时可以通过液晶显示六位有效位数字,即精度可达到十万分之一,分辨率为1mΩ;它具备电阻测量的操作简单、数据采集稳定、灵敏度高和成本低廉等特点,可以对各类电阻包括精密电阻的阻值测量,并且适用于应用于实验、维修和工程开发等多种场合。     

基于模拟电荷法分析避雷针/ 线附近电位分布

雷暴云下方地面大气电场强度分布是影响雷电走向的重要因素之一,研究雷暴条件下避雷针/线周围电场分布对建筑物防雷具有重要意义。依据模拟电荷法的原理,建立此方法下避雷针/线周围电位分布的数学模型,并利用半径很小的半球面作为针尖的替代,来解决避雷针尖端"奇点"的问题,通过仿真作出避雷针/线的等电位面簇的图形。分析结果表明避雷针/线附近大气等电位面分布较空间其他地方密集,对应的电场强度较大。     

自动气象站用高效控制系统的设计

介绍了供自动气象站用的小功率太阳能电源控制系统,能够在检测电池及太阳能特性的基础上,及时调整充电电压及电流来确定优化的充电策略,以充分利用太阳能。同时系统具有信息存储、实时监测和显示等特点,实现锂电池的快速充电。论文分析了系统的构成、工作原理和工作效率,实验表明,其发电量的利用效率最高可达95%,系统能够满足自动气象站的用电需求。     

JFET高精度可变电阻器的设计及其应用

根据JFET线性区漏源之间沟道电阻受栅源电压控制的机理,推导JFET电流公式,对可变电阻的性能进行了分析。通过PSpice软件仿真了JFTT压控可变电阻,提出了改善JFET可变电阻非线性及扩展电阻动态范围的方法。结合单片机和D/A转换器,利用该方法设计了程控JFET可变电阻,其阻值范围为75.703~141.004Ω,分辨率低于0.025Ω,满足了自动气象站信号模拟器温度通道所需电阻阻值范围80.305~130.894Ω及分辨率低于0.03Ω的要求,为数据采集器温度通道的检定提供标准的可变电阻信号。     

基于三维匹配块的SAR图像相干斑抑制研究

合成孔径雷达(SAR)图像中存在相干斑噪声,不能准确反映照射区域的散射特性,增加了信息提取的难度。三维匹配块(BM3D)算法是在变换域中的稀疏表示,将相似的图像块分到一个三维空间中,从而达到去噪的目的。通过对噪声模型特征的分析及参数设置,将适用于加性噪声模型的BM3D算法应用到乘性噪声中。采用仿真与传统方法对比表明,利用BM3D算法抑制相干斑噪声,其边缘保持指数达到了0.484 5,在降噪的同时又较好地保存了图像的细节特征,验证了算法的有效性。     

云雷达联合微波辐射计的水凝物识别研究

为降低飞机飞行时的积冰风险,利用模糊逻辑算法和神经网络算法对云雷达联合微波辐射计探测数据进行水凝物分类研究.研究结果表明,两种算法均能有效地完成水凝物分类:模糊逻辑算法对退极化比极为敏感;神经网络算法可以区分水凝物是否存在和进行小粒径粒子分类,但对大粒径非球形粒子不敏感.本研究可从水凝物类型的角度对飞机积冰提供预警服务.     

基于DeepLab v3的西藏地区降雨云团分割方法

针对高原地区数值预测法建模复杂,雷达回波外推法易产生累积误差且模型参数难以设置的问题,提出了一种基于改进DeepLab v3网络模型的西藏地区降雨云团的分割方法。首先,通过编码网络中的卷积层和残差模块进行下采样;然后,利用空洞卷积构建多尺度采样模块,并且加入注意力机制模块提取深层高维特征;最后,通过解码网络利用反卷积恢复特征图分辨率。将所提方法与谷歌语义分割网络DeepLab v3等模型在验证集上进行比较,实验结果表明所提方法具有更好的分割性能与泛化能力,其降雨云团分割结果更为准确,平均交并比（Miou）达到0.95,与原始DeepLab v3相比提高了15.54个百分点。在小目标上和非平衡数据集上,该方法可以更准确地分割出降雨云团,为降雨云团监测预警提供参考。     

超声波换能器测风阵列的优化设计

为了减弱风场在超声波换能器测风阵列中产生湍流,降低湍流对信号采集精度的影响,分析了换能器阵列影响流场的因素,采用6个收发一体的超声波换能器,设置独立的3条测风路径,根据不同来流方向,建立了风速计算模型,结合换能器晶片的工作特性,改进测风阵列的设计,降低了阴影效应的影响。利用FLUENT软件,通过设置不同的雷诺数、来流风速和风向参数,仿真了流场在阵列中分布特性,得到阵列速度云图和测风路径速度变化图,验证了改进后的测风阵列性能有效提升,说明了所设计阵列能满足测风精度提高的要求。     

气象分层对地炮弹道虚温偏差量计算的影响

为了研究不同弹道气象分层方法对地炮弹道虚温偏差量(BVTD)计算结果的影响,论述了炮兵弹道气象分层方法,分析了目前研究中弹道分层方法存在的问题,基于实际探空资料计算了不同分层数量下的BVTD。结果表明:随着弹道气象分层数量的增加,最终BVTD将逐渐趋近于一理想值,当弹道气象分层数量达到20层时,BVTD即可达到与高空气象探测一致的误差水平;增加弹道气层分层数量,将提高地炮BVTD的计算精度,有助于提高炮兵气象保障的水平。