基于FPGA的瞬态响应测试仪的设计与实现

为提高瞬态响应测试仪的测量精度和响应速度,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的设计方法.系统设计采用Xilinx公司生产的Xilinx Spartan 3E XC3S500E PQ208 FPGA作为控制核心,实现了对瞬态响应的峰值时间、超调量及调节时间的精确测量,并且能较准确地绘制二阶系统的瞬态响应曲线.系统显示模块采用VGA显示,既节约了IO口资源,又可以更加逼真地显示相应曲线.系统可通过模拟开关实现单脉冲信号的输出,并扩展了语音提示功能,使用更方便.实际测试表明,系统具有运行稳定、参数测量精度高、抗干扰强及响应速度快的优点.     

基于加权平滑l_0范数的单快拍波达方向估计

针对现有基于压缩感知的DOA估计算法估计精度不高的问题,提出一种基于加权平滑l0范数的单快拍DOA估计算法。所提算法采用一种新的加权方式,在构造一个恰当的平滑连续函数后,根据接收数据的初始解确定一个合适的递减的{σ}序列[σ_1,σ_2,?,σ_J],并对每一个σ值,用最速下降法来求解l0范数的逼近函数H_σ(S)的最小值;然后将该σ值作为下一次迭代的初始值,并在每次迭代开始时更新权值,通过多次的迭代获得逼近函数的最小解,即逼近的最小l0范数。通过仿真实验表明所提算法可对DOA进行有效估计,且容易实现、精度较高,与未加权的改进平滑l_0范数DOA估计方法相比具有更好的估计性能。     

共形阵列MUSIC算法分辨力性能分析

针对共形阵列分辨力性能分析问题,本文首先对锥面、柱面、球面等3种常见共形阵列进行信号建模,并基于MUSIC算法实现共形阵列下极化-DOA参数的联合估计,然后通过MUSIC零谱的定义以及噪声子空间投影矩阵的期望,给出MUSIC期望谱的具体表现形式,在此基础上详细分析推导了MUSIC算法在共形阵列中的分辨力门限;最后通过计算机仿真研究共形阵列分辨力门限理论值与仿真值的关系,以及共形阵列与均匀圆阵在分辨力性能上的差异,仿真结果显示共形阵列的分辨力门限随着信噪比的增加逐步降低,验证了理论分析的正确性.     

超声导波电磁声换能器的研究进展

超声导波具有检测范围大、检测效率高等优点,广泛应用于板、管等典型波导结构的缺陷检测.作为超声导波换能器类型之一,电磁声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)得到广泛关注和快速发展.综述了近20年来超声导波电磁声换能器的研究进展.主要包括:针对板和管结构超声导波检测的单模态EMAT结构设计;用于提高激励导波的能量和模态单一性的EMAT线圈与磁体结构参数的优化,针对非金属材料检测的新型贴片式EMAT的结构设计;阵列技术在EMAT性能优化上的应用和在缺陷定位和成像上的应用.     

基于二阶锥规划的共形阵列宽带方向图综合

针对目前共形阵列方向图综合算法中全局优化算法计算复杂度高,已有凸优化算法不能处理宽带信号的问题,提出了一种基于二阶锥规划的共形阵列宽带恒定束宽方向图综合方法。该算法首先推导并建立了更为简单的共形阵列宽带信号模型;然后在频域上构造空间响应变化约束,并在空域上构造方向图的目标函数和约束条件;最后利用二阶锥规划求得最优权矢量,实现宽带信号方向图综合。理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效地获得期望信号并抑制干扰信号,在计算复杂度上低于全局优化算法,且阵列响应具有良好的频率一致性。     

相控阵天线接收组件自动测试系统设计

深入分析了相控阵天线接收组件自动测试系统的工程需求,提出一种适用于大数据量测试与处理的自动测试系统实现方法。本方法在采用以太网搭建硬件测试平台的基础上,为了实现自动化和高速化测试,提出了全套系统基于MATLAB开发的软件实现方法。实验结果表明,该自动测试系统与人工测试及人工处理数据相比,在多种应用场景下均大大提高了接收组件的批量测试效率和数据处理速度,并已成功用于某型相控阵天线接收组件的批量测试及数据处理中。     

基于激光点阵列探测的多光轴平行性外场测试方法

提出一种红外、可见光、激光三轴平行性检测的外场测试方法。在可见十字靶线和红外十字靶线重合的测试靶上,点列阵分布激光点源探测器。以重合的十字靶线为基准,点列阵探测器接受激光照射,精确定位激光光斑中心,获取激光发射轴与可见、红外十字靶线的偏差,实现多光轴的平行性检测。设计结果表明：在待测系统最远探测距离范围内,测试距离越远,平行度检测精度越高,在1.5km测试距离,激光与红外、电视光轴的平行度检测精度小于5″。     

基于传声器阵列的机器人声源定位系统

随着计算机技术和信号处理技术的发展,各种具有特殊功能的机器人应用到人们的生产生活中。听觉系统可以弥补机器人视觉系统存在的不足,使机器人在黑暗或有障碍物遮挡的环境中,利用声音信息感知环境中存在的目标,并对其定位,辅助机器人工作,尤其在灾难现场搜救、军事等领域,声源定位系统具有独特的优势。针对机器人声源定位系统进行研究,设计了基于传声器阵列的机器人声源定位系统,采用平面四元传声阵列,利用广义互相关算法,实现对声源的定位,具有较高的实用价值。     

一种低副瓣锐截止波束赋形阵列天线设计

采用联合DFP和BFGS变尺度,结合全局寻优算法,通过优化阵列各单元馈电幅度和相位分布,设计了一种满足低副瓣锐截止波束赋形要求的阵列天线.该阵列由26个印刷振子单元天线组成,各单元馈电电路采用带状线环形桥.馈电电路网络采用带状线结构,整个馈电网络和印刷天线采用一体化设计,具有插入损耗小,结构紧凑的特点.实测表明,3dB波束宽度为11°,水平面锐截止为5.83dB/(°),副瓣低于-20dB.天线设计满足指标要求,并已获得应用.     

宽角扫描相控阵天线测量方法

提出了一种基于坐标变换技术的宽角扫描相控阵天线测量的新方法,用于解决常规平面近场测量方法难以对宽角扫描相控阵天线进行精确测量的问题.在对用于宽角扫描相控阵天线测量的坐标变换技术进行理论分析的基础上,采用计算机模拟对该测试方法进行了数值仿真,制作天线实物进行了试验验证.数值仿真结果和试验结果均表明,该方法用于宽角扫描相控阵天线的测试具有较高的准确性.