基于DSP的直线阵列数字多波束形成的原理及实现

介绍了一种利用多DSP实现基于直线阵列的数字多波束形成方案，通过对直线阵列的特征和数字多波束形成原理的阐述，并结合TI公司TIS320F206硬件的特点利用单波束准实时叠加的方法实现了数字多波束形成的信号处理目的，实验结果表明，采用此种方法多波束形成速度快，扩展性能好．     

基于压缩感知的波束选择算法研究

针对大规模毫米波多输入多输出(MIMO)数字波束成形射频链多、成本高且功耗大等难题,研究了低硬件复杂度和功耗的混合波束成形算法,基于第三代合作伙伴计划(3GPP)的TR 38.901 V16.1.0构建了毫米波无线信道仿真模型,以系统“和速率”最大化和总发射功率最小化为优化目标,获得了基于压缩感知的波束选择算法。仿真结果表明：本文所研究基于压缩感知波束选择算法的混合波束成形系统“和速率”随着用户数K近似对数增长。系统“和速率”会受到多用户干扰的限制,在信噪比为10 dB且用户数K较大时,波束选择算法比全数字多用户波束成形算法的系统总发射功率高约2 dB,但波束选择方案有着较低的系统复杂度。     

三维空间下的射频识别标签防冲突算法

结合射频识别（RFID）系统的工作特点,在给出适用于该系统的面阵多波束实现方法基础上,提出了一种防冲突算法该算法采用平面阵列天线,通过数字多波束形成算法控制加权系数,将三维空间划分为多个波束方向,并同已有基于时分多址（TDMA）算法相结合,实现对在阅读器的识别范围内大量密集分布的标签进行快速准确识别的目的．此外,在实现多标签识别的同时,该算法还引入二次波束形成策略,以解决波束之间的重叠碰撞问题．实验表明,本算法可将识别效率提高65％以上     

基于FPGA的数字波束形成模块设计

雷达数字波束形成的庞大数据量和高实时性要求,决定了数字波束形成模块的复杂性及设计难度。在数字波束形成模块中,高速数据传输和数字波束形成算法均需保证其实时性,因而它一直以来都是雷达系统的关键技术。本文选择高性能FPGA芯片,既完成了多通道高速数据采集,又实现了全阵的实时数字波束形成运算。     

基于FPGA＋DSP的数字波束形成的实现

文章就数字波束形成(DBF)技术在雷达信号处理中的应用做了讨论。对数字波束形成原理及其数字实现作了简单的介绍。针对采用数字波束形成技术带来的传输数据量大、工程运算较复杂的问题,设计了一套使用FPGA DSP波束形成系统,这样FPGA多路并行处理的速度快和DSP控制结构复杂,运算速度高、寻址方式灵活、通信机制强大的特点都得到充分的发挥。     

深空探测天线快速扫描方法

针对深空探测中地面站的窄波束天线对深空探测器的捕获问题,提出了在粗轨道预报情况下集馈源阵列电波束扫描和反射面机械扫描于一体的多波束-螺旋快速扫描方法。该方法将馈源阵列布置在反射面的焦平面进行馈电,利用物理光学法对每个馈源激励反射面产生的次级远场方向图进行计算、分析,应用共轭场匹配技术在一定空域同时形成多个正交电扫波束,结合天线反射面的螺旋机械扫描对指定空域进行搜索。最后,对提出的多波束-螺旋扫描捕获方法与传统螺旋扫描方法的性能进行比较分析,结果表明:利用阵列馈电的多波束反射面天线具有更广的可视范围,在更短时间内完成对指定空域的搜索,实现对深空探测器的捕获的同时获得了阵列增益,使更远的深空探测成为可能。     

数字多波束逐点聚焦延时参数的压缩算法

针对数字多波束合成技术在超声成像领域应用中存在逐点聚焦延时参数的存储容量过大的问题,提出了一种四波束逐点聚焦延时参数的压缩存储与实时生成算法。首先将四波束的聚焦延时问题转换成单波束的聚焦延时问题,然后对转换后的单波束聚焦延时数据进行量化、压缩和存储。在聚焦时,将压缩存储的延时参数进行解压,实时生成四波束所需的延时参数。以8通道128阵元的平阵探头为例,对该算法进行了相关的数学推导和证明,并对其性能进行了分析讨论,验证了该算法的优越性。     

基于子空间技术的常规多波束形成抗干扰算法

卫星导航系统(GPS)的很多抗干扰技术是以卫星信号来向估计为基础的,当估计卫星信号来向有困难时,这些算法将失效.提出了一种基于子空间投影的常规多波束抗干扰算法.该方法先进行子空间投影抑制干扰,然后在固定方向上采用常规波束形成方法(CBF)形成多个主波束,最后对每个波束得到的无干扰数据进行捕获及定位解算等.该方法的特点是...     

基于多DSP的自适应数字多波束形成的并行算法及其实现

在深入研究自适应DBF（数字波束形成）算法的基础上,针对由TigerSHARC201处理器构成的多DSP并行处理系统,提出了一种基于自适应数字多波束形成的并行处理算法。笔者给出了该算法在多DSP并行处理系统上的算法映射,基于此映射方案,比较了SMI、HTP和MTP三种典型DBF算法,并对MTP算法进行了改进。系统试验证明了该并行处理算法具有很好的并行性及实时性,且改进的MTP算法的性能较传统MTP算法有显著提高。     

实数域多用户数字波束形成方法的分析与仿真

在实数域讨论了智能天线系统中的多用户数字波束形成方法,智能天线可以通过阵列天线技术在同一信道中利用多个波束同时给多个用户发送不同的信号,以提高通信容量,推导了多用户天线阵等效激励模型的实数形式,并从空间信道均衡的角度在实数解释了多用户波束形成原理,进一步提出了多用户数字波束形成方法,仿真结果表明,上述方法能够有效地解决智能天线系统中下行选择性发送的问题,并有硬件结果简单,兼容性好,利于软件无线电实现等优点。     

一种基于LSB的数字图像隐藏的改进算法

针对传统的LSB数据隐藏方法,提出了一种以数字图像为媒体的信息隐藏改进算法,该方法具有容易实现、隐蔽性强、抗干扰性好、效率高等优点.     

基于改进的三维Douglas-Peucker算法的多波束测深数据抽稀方法

 为压缩海量多波束测深数据,提出了一种利用三维D-P 算法进行多波束测深数据抽稀的方法。首先对三维D-P 算法中首基面的确定进行改进,使得算法运行效率提高数十倍,然后利用该算法对中国北部某海域的多波束测深数据进行数据抽稀的实验和验证,取得了较好的实验效果,表明该方法能够较好地抽取海底地形的特征点信息,适用于多波束测深数据的抽稀。该方法符合多波束测深系统的面测量模式,实现了三维空间下的具有全局性特点的数据抽稀,其渐进式数据选取方式,可以为建立海底地貌LOD（细节层次模型）提供不同精度要求的抽稀数据,具有良好的应用前景。     

主瓣掩护式干扰下单脉冲雷达目标检测方法

针对单脉冲雷达在目标与干扰视线夹角变小时抗干扰性能显著下降的问题,提出了一种基于分布式辅助天线的改进型单脉冲雷达抗主瓣掩护式干扰方法。对雷达系统添加分布式辅助天线,以抗干扰改善因子最大化为准则,综合运用单脉冲雷达的和、差波束及分布式辅助天线波束在波束域进行自适应干扰抑制,最后利用恒虚警检测验证所提算法的抗干扰性能,并与其他方法进行了对比。数值仿真验证了所提抗干扰方法可有效提升抗干扰改善因子及目标检测概率,当目标、干扰视线夹角较小时亦具备较好的抗干扰性能。     

Matlab模拟干涉光束参数对光子晶体结构的影响

光子晶体作为一种新型人工周期性电介质材料,具有广泛的应用前景.激光全息干涉法是制备光子晶体的最有前途的方法之一,它利用多束相干光束干涉的原理制备光子晶体结构,由于此不同的光学参数对制备的光子晶体结构会产生重要的影响,采用实验研究效率较低,而通过数值模拟可以从理论上确定干涉图案的光强分布,并得到直观的模拟图案,因此先使用计算机进行模拟光学参数影响的研究是十分必要的.本文根据多光束干涉的理论模型,使用Matlab模拟得到了多光束干涉形成的二维光子晶体结构.同时,根据计算机模拟结果,研究了光束的偏振角、方位角、极角、相位等参数对干涉图案的影响.通过模拟发现,方位角影响着干涉结构的对称性;偏振角的改变会引起干涉图案光强极大值和极小值的大小和绝对位置发生改变;相位的改变对干涉结构较小,但在实验中为提高制备的精确性,应该考虑相位的影响;极角影响着光强的空间分布.因此,本文为逆推特殊光子晶体结构的干涉光束参数提供了帮助.     

基于直接数字频率合成的变频条纹生成方法

针对时间相位重建算法存在的实时性差的缺点，提出了一种可以快速生成并获取二维编码条纹图的方法．该方法利用直接数字合成器驱动的声光偏转器使2束相干光分别发生布喇格衍射，2束衍射光相交后发生干涉，获得干涉条纹．通过调节直接数字合成器的频率控制字改变干涉条纹的空间频率．依据该原理建立的系统可以完成变频条纹图的实时投影与采集，对采集到的变频条纹图进行处理后可以获得物体的三维数字像．实验表明每幅条纹图的投影及采集用时10ms左右，该投影及采集装置可以应用于实时性要求高的三维传感系统中．     

基于跳频信号短时平稳的二阶特征窗盲分离抗干扰方法

跳频通信难以高效抵抗人为的恶意干扰和动态干扰,研究基于盲分离理论的新型抗干扰技术具有重要意义.提出一种基于跳频信号短时平稳的二阶特征窗盲分离抗干扰方法,该方法通过空间预白化和定义特征窗函数,把跳频信号转化为白化的短时平稳信号,利用伪Wigner-Ville分布,提取出有用跳频信号而抑制掉干扰,实现抗干扰的目的.仿真结果表明,新分离算法比特征矩阵联合近似对角化(joint approximative diagonalization of eigenmatrix,JADE)算法具有更好的分离效果,分离后的信号通过提取算法能有效地被提取出来.     

新型RLC测试仪设计

自由轴式RLC测试仪因采用准数字鉴相,导致抗干扰能力差,精度低.提出一种基于完全数字鉴相的测量方法.通过乘法及低通滤波算法,对被测信号及正交相位基准进行完全数字鉴相,获得被测信号在坐标轴上的投影分量.依据投影分量计算出被测参数值.推导了被测参数数学模型.设计了测量电路.校正了测量误差,对RLC进行了抽样测试实验.结果表明被测信号投影分量的测量时间<1 ms,元件参数测量时间<20 ms,测量误差≤0.2%.这种方法比传统自由轴式RLC测量方法测量精度高、速度快.     

M元正交扩频快速同步方法

提出了一种M元正交扩频总体方案,按这种方式传输数据时,发送信号不存在潜在的周期性,数据难以被检测或截获,因此,系统的抗干扰和抗截获性能得到了很好的保障.当伪码较长、载波多普勒频移较大时,传统的同步捕获算法进行的FFT点数较多,复数乘加运算量大,耗时长,而在较长的捕获时间内,捕获得到的参数估计过于陈旧,无法应用于载波跟踪,为此,文中提出了一种改进的快速同步方法.该算法能在搜索出同步点位置的同时,有效估计载波频偏,进行频偏纠正,并且计算复杂度明显降低.     

行人交通参数提取算法改进与处理系统研发

为了解决行人交通参数获取困难、精度低等问题,需要开发出一套高精度、高效率和强抗干扰性的行人交通参数提取系统。首先,基于视频流中运动目标时空一致性的原理,采用运动目标梯度方向直方图(HOG)特征提取算法对视频流进行分割;其次,对运动目标特征进行分析并提取特征向量,建立反向传播(BP)神经网络对运动目标进行训练和分类,实现对运动目标的检测和识别;然后,利用MATLAB软件平台,开发了能够对行人流量、速度和时距等数据进行快速处理与准确分析的系统。最后,进行了实例测试。结果表明:检测系统的参数提取精度能达到90%以上,高于现有算法的提取精度。同时,系统有较强抗环境干扰性,提取效率和数据处理功能效果较理想。     

“双碳”目标下城市空间数字化技术应用研究进展

 目前,城市空间碳排放的数字化技术中轨迹数据挖掘是需要关注的发展方向。数字化技术为空间碳源和碳汇数据的准确获取和分析提供了动态数据信息平台,可提升国土空间规划的全要素管控效率,促进城市领域的碳减排。基于数字化分析方法发现：生态脆弱性识别与安全格局构建是建立生态韧性城市空间需要重点关注的方面,利用遥感技术测算碳汇过程中的同一类型内容由于地理特征不同带来误差的问题值得关注,未来城市空间碳汇精准计量需要通过宏、微观相结合,多平台、多时段动态监测相结合的方式来实现。