基于改进3D-ESPRIT算法的三维GTD模型参数估计

三维旋转不变子空间（3D-ESPRIT）算法估计三维几何绕射理论（GTD）的散射中心模型时,参数精度不高,噪声鲁棒性较差,为此,提出一种改进的3D-ESPRIT算法.通过构建原始回波数据的共轭矩阵、对协方差矩阵叠加、取平均、平方处理,可提高对目标原始回波数据的利用率,并增大信号特征值与噪声特征值之间的差距,增大了信噪比,从而提高参数的估计精度.基于不同算法估计得到的三维GTD模型参数,比较了不同算法估计的参数均方差.仿真结果表明,改进算法的参数估计性能及噪声鲁棒性均优于经典3D-ESPRIT算法和改进的免配对3D-ESPRIT算法.     

基于SVM多分类器的管道内检测信号处理研究

该文针对超声波检测是重要的管道腐蚀内检测方法之一,超声回波信号处理是内检测的关键技术。腐蚀缺陷回波的形态受到缺陷方向、位置、形状、面积、深度和管壁粗糙度、检测设备工作状态及各回波间的相互作用等诸多因素的影响,其时域特征很复杂,1个检测回波A扫描信号就有几千个数据。如果将有限的管壁厚度分为几个区间,每个区间对应一种腐蚀状态,管道腐蚀内检测问题就成了对超声回波信号进行状态分类的高维多分类识别问题。该文通过对回波信号的深入分析,利用径向基核函数支持向量机对超声回波信号进行处理,采用一对多和层(树)分类两种方法分别实现了管道多腐蚀等级自动分类识别。实验结果表明,该方法不但提高了分类的正确率,而且提高运算的速度,取得了较好的分类结果。     

提升小波滤波在随钻核磁共振测井中的应用

针对随钻核磁共振测井受到遥传带宽的限制,必须在井下完成关键的谱反演,并以此获得数据量较少的孔隙度、渗透率和流体类型等信息的问题,根据核磁共振回波串信号与原始回波信号不同的频谱特征,提出利用9/7提升小波算法对回波串信号滤波和反演,在此基础上获得了孔隙度信息。研究结果表明,该算法可以有效地提取原始回波串数据中的回波信号,抑制了噪声,将信噪比提高了65％左右,反演结果和孔隙度信息能较好地反映地层属性。     

水下目标回波与混响的分数阶Fourier域盲分离

海底混响是水下掩埋目标探测的主要干扰,而掩埋层对声波的吸收导致声散射回波信号微弱。针对强干扰下的弱信号分离的问题,研究了目标声散射回波与混响在最佳分数阶Fourier变换域中的能量聚集性差异,提出了目标回波与混响的分数阶Fourier域盲分离方法。推导了目标几何声散射成分与混响在最佳分数阶Fourier域的能量分布特性,通过在最佳分数阶Fourier域构建广义相关矩阵构建目标函数,分离出目标回波声散射信号。仿真与数据处理结果表明:分数阶Fourier域盲分离算法分离出了目标声散射信号,提高了目标回波信号的信混比;与时频域盲分离算法相比,避免了在时频面上对目标自项时频点的选取,低信混比下分离效果好。     

基于线性Radon变换的超声混叠信号分离研究

在使用一发一收低频反射超声方法对大厚度介质进行测厚过程中,采集到的反射超声信号存在有效波和直达波混叠的现象,常规的一维超声信号处理方法难以对其进行有效处理。针对该类信号混叠问题,提出了基于线性Radon变换的自适应相减处理方法,从二维角度出发,根据在时空域中,直达干扰呈规律一致性,而有效底面回波呈推移差异性的特点,通过将信号阵列转换至线性Radon域的方法,对经过投影汇聚的信号数据进行自适应相减算法处理,实现对直达干扰波的有效压制及分离,从而提高低频超声回波数据的分辨率。通过仿真数据处理验证了该方法的有效性,相应厚度解算相对误差不超过0.7%。仿真和实验结果表明,提出的方法能够很好地解决大厚度介质测厚情境中混叠超声信号的分离问题。     

利用小波变换进行合成孔径雷达窄带干扰抑制算法

在对窄带干扰(NBI)进行时频特性分析的基础上,提出了一种利用小波变换进行NBI抑制的方法.该方法首先把回波数据的频谱变换到多分辨的小波域中;然后在小波域中采用恒虚警概率方法对小波系数进行干扰识别和干扰抑制;接着把干扰抑制后的数据变换到原始回波数据域,利用常规的SAR成像算法进行成像处理;最后得到清晰的SAR图像.与其他窄带干扰抑制算法相比,该算法在干扰抑制过程中对有用信号造成的损失较小,并且可以有效地抑制时变的NBI.结合仿真和实测数据的处理,经过实验分析,验证了该方法的有效性.     

基于偏振光检测的溶液浓度测量方法研究

为了克服旋转检偏片法测量旋光性溶液浓度存在的误差大、精度低等不足,提出了一种基于旋转波片的偏振光检测溶液浓度的测量方法。采用PIN光电二极管对带有溶液浓度信息的偏振光信号进行探测,经过光电变换后利用信号调理电路实现信号处理、采集等,并将数据通过串口传送到上位机,利用LabVIEW程序进行数据处理与显示。实验结果表明,基于旋转波片的偏振光检测溶液浓度的测量方法测量精度为0.6%。该测量方法能够减小测量误差、提高测量精度,并且用户界面友好、结果显示直观。     

矿井通风测量数据处理方法的集成与应用

基于通风网络和测量平差理论 ,将双气压计基点法、同步法和压差计 -皮管法的测量数据处理有机地结合在一起 ,提出了风阻测量平差的新方法 ;编制了集测量数据处理、精度检验和平差处理为一体的通风阻力测量数据综合处理软件 .以补连塔矿通风阻力实测为例 ,介绍了测量数据的处理过程 .     

一种旋翼类飞机的架次分辨方法

针对旋翼类飞机回波中数据缺失和微多普勒调制干扰的问题,提出了一种旋翼类飞机的架次分辨方法.该方法首先利用平滑l0范数重构算法(SL0)将稀疏回波重构成原始回波;然后利用复数经验模态分解(CEMD)方法对旋翼类飞机回波进行分解,从中分离出旋翼回波和机身回波;最后在多普勒域对机身回波进行处理,分辨出目标架次.仿真结果表明,该方法能够有效解决回波数据缺失问题及去除旋翼回波在多普勒域产生的干扰,有效提高常规预警雷达对旋翼目标的架次分辨能力.     

称重测控系统数据处理方法

论述了计算机测控技术研制成功的叠加式称重测试系统的基本原理、测量数学模型和其实现方法。提出了测量数据处理的最小二乘决策方法,根据测试结果数据,进行了曲线拟合分析、对比。实验证明用该数据处理的决策方法可以提高系统的测量精度和稳定性能。     

EMD滤波方法在NMR测井中的应用

核磁共振测井中,回波信号的信噪比对T2谱反演及后续地层解释评价过程有重要影响。基于核磁共振测井信号与噪声的分析,提出了一种采用自适应性较强的经验模态分解（ EMD）算法对核磁共振测井原始数据作消噪处理。结果表明,采用该滤波算法,实验室回波数据信噪比由22 dB提高到46 dB,标准油井回波数据信噪比由11 dB提高到31 dB,反演得到的T2分布更加精确,多次重复测量中孔隙度结果有较高的一致性。     

塑料管壁厚超声测量的信号处理

为了保证塑料管挤出的质量以及为自动控制挤出生产线提供数据，需要在线测量塑料管的壁厚。本文研究壁厚超声测量的信号处理方法，通过对回波信号时域和频谱的分析，并结合测量精度的要求，提出了处理电路应具有的性能指标及设计方法，并用实验数据进行了验证。     

基于C8051F020的超声波测距系统

工业领域对液位的高精度测量,是保证产品质量的关键。国内超声测量仪表大都采用硬件电路,对回波信号进行寻峰,精度难以提高。本设计电路,独创性地采用软件寻峰的方法,能精准地确定回波到达时刻,极大提高了仪表的精度,减小了盲区。同时硬件电路设计上创新性地采用对数转换电路,扩大了回波信号的处理范围,保证了仪表精度在全量程范围内的一致性。     

多通道脑电波信号测量电极的图像法坐标测取

针对生物医学信号中测试点电极坐标的测量,以脑电波测试为例,提出了"无接触式图像处理"新方法:以数字相机获取测试图像,然后对测试点电极信息进行计算机图像提取和分离处理,再采用数据查询对比与线性拟合近似实现三维重构.实验结果表明,80%的测试点都能满足精度要求,是实现"以软代硬"传感智能化的有益尝试.     

星载相控阵热变形误差估计与校正方法

为提高星载相控阵天线热变形误差估计精度,提出一种结合机械测量和信号处理的误差估计方法。该方法利用测量传感器的测量数据,能够快速地拟合得到形变阶数和阵元初始位置;根据星-地几何关系,提取已知来波角度的模糊地块回波作为校正源数据,进而结合形变特性建立优化模型,在迭代中计算得到更加精确的阵元位置估计值。仿真结果表明,该方法能够获得优于1/15波长的热变形误差估计结果,并且在较大变形误差的情况下仍具有良好的稳健性,最终获得了良好的方向图校正结果。     

一种数字阵列天气雷达信号处理系统设计

为了获得气象目标信息参数、为分析湍流等天气过程演变提供更精细的信息、为高质量气象分析提供更好的手段,结合研制的某X波段数字阵列天气雷达,对数字波束形成（DBF）技术、杂波抑制和频域解模糊等问题进行了分析和仿真;探讨了DBF技术在天气雷达中的应用优势,对因波束电扫描使波位变化导致回波信号跳跃而限制IIR滤波器和脉冲对处理（PPP）应用的问题,提出采用频域插补技术来实现地物杂波抑制和保证气象目标券数估计的盾量．最后．给出了天气雷达信号处理系统工程设计方案．     

New method to extract radial acceleration of target from short-duration signal at low SNR

In order to extract target radial acceleration from radar echo signal at low SNR (signal-to-noise), this paper employed FRFT (fractional Fourier transformation) to analyze short-duration radar echo and studied the relations between signal convergence peaks in matched transformation domain and signal duration and modulated frequency of signal. When signal duration is specified, the method of multiplying sampled signal by the known frequency modulated signal to alter modulated frequency was presented, which generated the new signal with larger convergence peaks than the initial signal in matched transformation domain. Thus, it could successfully estimate the radial acceleration of radar target at low SNR. Simulations were conducted to show the feasibility and effectiveness of the method. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60541001)     

一种高效的非均匀转动目标成像方法

在逆合成孔径雷达(ISAR)成像中,目标的非均匀转动会造成图像的严重散焦．针对这一问题,提出一种高效的成像方法．该方法首先对同一距离单元的方位向回波数据进行时频分析,接着根据目标转速与尺度变换因子的对应关系,用不同尺度因子对中心时刻的频率分布进行尺度变换构造出参考信号,通过求解各个时刻的频率分布与参考信号的相关系数,估计出目标的旋转速度变化情况,然后沿方位向进行重采样以补偿目标旋转速度变化的影响,最后进行成像处理得到聚焦良好的目标图像．该算法对每个时刻目标转动速度的变化都进行了精确的估计和补偿,因此它适用于转动速度任意变化的情况．另外,该算法需要的计算量较少,适用于实时处理．仿真和实测数据的处理结果验证了该方法的有效性．     

基于生产者-消费者模式的机械振动故障诊断系统

振动信号能够在时域和频域内反映旋转机械的故障信息,针对传统测试系统难以兼顾振动信号高速实时采集和大运算量处理的问题,基于生产者-消费者模式设计了一种旋转机械振动故障诊断系统。该系统将振动信号采集过程与处理过程分别构成数据生产模块与数据消费模块,使数据在两种模块内以不同迭代速率实现高效解耦共享。采用组态软件LabVIEW,并结合高速采集卡NI6351、振动传感器等硬件,搭建了模拟直升机传动系统故障诊断实验台。在生产模块内实现了14通道100 kHz采样频率下的振动信号高速实时采样,在消费模块内采用傅里叶频谱和Hilbert包络谱分析实现了对数据的实时处理,获得了准确的故障特征,实现了对模拟直升机传动系统故障的实时精确诊断。