基于改进型巴特勒矩阵的短波8元圆环阵列多波束技术研究

传统短波接收天线为单一的波束指向天线或全向天线。为提高接收天线增益,同时产生多个波束指向不同方向,提出利用巴特勒矩阵作为短波接收天线阵的无源波束形成网络。在传统8×8巴特勒矩阵结构的基础上,设计改进型8×8巴特勒矩阵。以均匀8元圆环阵列为天线模型,利用FEKO仿真分析了其天线特性。在3~11 MHz频段内,P2、P3、P6、P7四个端口分别在202.5°、292.5°、112.5°、22.5°方向上得到了方向性较强的单一波束,7 MHz时波束增益达到最大11.9 dBi,波瓣3 dB宽度平均为60°;在P1、P4、P5、P8端口产生相同的2个波瓣,7 MHz时其波束增益达到最大9.8 dBi,波瓣3 dB宽度平均为89°。由以上仿真分析得出,该改进型8×8巴特勒矩阵能够同时产生6个波束,波束覆盖8个方向,提高了波束的方向性,提高了天线增益。     

基于超声合成孔径的物体三维轮廓成像技术

文中研究了采用超声合成孔径技术对物体进行三维轮廓成像的方法,通过超声合成孔径成像的数据得到轮廓线图像。根据探头移动轨迹建立三维坐标系,将轮廓线转换点云数据,其中利用边缘检测提高轮廓线的精度,通过轮廓线间的位置关系得到物体表面数据,结合表面数据复原出物体三维轮廓。实验结果表明,采用超声合成孔径技术可以实现物体的三维成像,是又一种有应用价值三维成像技术。     

一种基于GSL的吊放声纳信号处理实现方法

根据实际需要,研究了一种基于GSL(GNU scientific library)的吊放声纳信号处理实现方法,该方法以通用CPU(central processing unit)作为平台,Visual Studio作为软件开发工具,对GSL的数学运算函数进行二次封装,充分利用编译环境强大的调试功能,降低调试难度,从而减少开发人员工作量,缩短开发周期.文章简单介绍了吊放声纳信号处理算法的原理,并在此基础上着重介绍了GSL的设计思路和实现方法,最后进行实验验证,模拟目标回波信号作为输入数据,信号处理结果验证了该方法的正确性和有效性.     

利用测深侧扫数据和明暗恢复形状方法实现地形修正

一般的测深侧扫声纳应用中,单独利用回波数据的幅度信息或相位信息获取侧扫图或测深图以展示海底细节特征。为提取侧扫数据中的微地貌信息,实现更高精度的海底地形探测,提出了两步循环迭代算法:首先利用原始测深侧扫结果数据对散射模型进行最优拟合,其次,引入亮度误差修正因子,改进从明暗恢复形状算法并迭代地形,保证其快速稳定的收敛,最终通过循环迭代获取了海底底质参数和精度更高、与真实地形起伏相关性更强的地形深度值。同时,利用Jackson海底散射模型,模拟测深侧扫声纳信号的发射接收过程,并利用其回波数据,验证本迭代算法的正确性和有效性。结果表明:该方法可以有效地修正地形,且接收信噪比越高,地形修正效果越好;在信噪比为20 d B时,相比于原始测深结果,修正后地形起伏相关系数提升52. 4%,地形误差绝对值降低37%。最后,将该算法应用于测深侧扫声纳数据,通过修正前后地形图的对比分析,验证了本算法的可行性和有效性。     

基于改进EKF算法的锂电池SOC估算

采用传统EKF算法对电池SOC估算时,系统噪声先验特性未知及电池模型误差会影响电池SOC估算的精度。论文提出一种基于改进EKF算法的锂电池SOC估算方法:通过建立电池等效电路模型,联合安时积分法原理,得到系统的状态空间方程;接着引入数据校正的思想,运用Cauchy鲁棒函数,以EKF观测方程的真实值与估计值之间的残差为依据,实时矫正了滤波状态噪声协方差阵Q,且在SOC区间内通过观测噪声协方差阵R进行了动态调整,使算法具有更强的鲁棒性。仿真结果表明,与传统的EKF算法相比,改进后的EKF算法估算误差降低了3.5%,且算法的平均误差保持在0.68%左右,验证了该方法的有效性及精确性。