过墙壁探测:层状介质中二维层析成像模拟

开发了一种基于对比源反演(CSI)算法的二维非线性逆散射技术,对层状介质中的二维物体进行层析成像并用其模拟过墙壁探测.对一些复杂模型的反演结果说明了CSI算法的有效性和进行过墙壁探测的可行性.数值模拟结果表明,在观测受到限制的情况下通过对多种频率的数据进行反演仍可以精确重构被探测目标的位置、形状及电参数.     

层状介质中三维物体重构的对比源反演算法

对比源反演(CSI)算法将反演问题转化为求解成本泛函的极小值问题,从而形成重构对比源和对比度的迭代序列.开发了一种三维CSI算法对层状介质中的三维物体进行重构,该算法是对二维对比源反演算法的推广.该算法无须正演计算,亦无须人为地选择正则化参数,反演过程更稳定.CSI的每一次迭代过程均采用快速Fourier变换技术计算并矢Green函数算子及其共轭算子,确保了该算法在三维层状介质情况下的高效率.复杂模型的反演结果说明,CSI算法对重构层状介质中的任意三维异常体是非常有效的.     

层状介质中三维物体重构的对比源反演算法

对比源反演（CSI）算法将反演问题转化为求解成本泛函的极小值问题,从而形成重构对比源和对比度的迭代序列。开发了一种三维CSI算法对层状介质中的三维物体进行重构,该算法是对二维对比源反演算法的推广。该算法无须正演计算,亦无须人为地选择正则化参数,反演过程更稳定。CSI的每一次迭代过程均采用快速Fourier变换技术计算并矢Green函数算子及其共轭算子,确保了该算法在三维层状介质情况下的高效率。复杂模型的反演结果说明,CSI算法对重构层状介质中的任意三维异常体是非常有效的。     

水平层状介质中三维异常体电磁波散射模拟的混合DTA-BCGS算法

为提高水平层状介质中三维异常体的电磁波散射精确数值模拟的效率,提出了一种将求解积分方程的对角张量近似(DTA)和稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)混合应用的算法.根据不同回代方式得到了两种近似,即DTA1和DTA2,二者均可以通过快速Fourier变换技术加速.DTA既可以作为BCGS-FFT算法的初始猜测值也可以作为它的预条件因子,从而使得这种混合算法能以比传统的BCGS-FFT算法更少的迭代次数精确求解电磁波散射场.对DTA、混合DTA-BCGS以及BCGS-FFT的精度和收敛性进行了对比,结果表明,DTA2改进型的对角张量近似可使计算精度进一步提高,而混合DTA-BCGS能以更少的迭代次数达到与传统的BCGS-FFT完全相同的精度.     

水平层状介质中三维异常体电磁波散射模拟的混合DTA-BCGS算法

为提高水平层状介质中三维异常体的电磁波散射精确数值模拟的效率,提出了一种将求解积分方程的对角张量近似(DTA)和稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)混合应用的算法.根据不同回代方式得到了两种近似,即DTA1和DTA2,二者均可以通过快速Fourier变换技术加速.DTA既可以作为BCGS-FFT算法的初始猜测值也可以作为它的预条件因子,从而使得这种混合算法能以比传统的BCGS-FFT算法更少的迭代次数精确求解电磁波散射场.对DTA、混合DTA-BCGS以及BCGS-FFT的精度和收敛性进行了对比,结果表明,DTA2改进型的对角张量近似可使计算精度进一步提高,而混合DTA-BCGS能以更少的迭代次数达到与传统的BCGS-FFT完全相同的精度.     

变系数非线性Schrdinger方程的辛Runge-Kutta谱方法

用辛Runge-Kutta谱方法研究变系数非线性Schr(o)dinger方程.我们在空间方向用快速Fourier变换方法来离散二阶导数项,在时间方向用2级4阶隐式辛Runge-Kutta方法来离散一阶导数项,给出了变系数的非线性Schr(o)dinger方程的数值解法.数值结果显示该算法行之有效,它可以保持系统模方守恒和能量守恒的性质.     

层状介质中计算体积分方程的弱化BCGS-FFT算法

采用弱化稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法精确计算了层状介质中的体积分方程。采用递推矩阵方法计算层状介质中的并矢Green函数,可以很方便地与体积分方程结合。将“屋顶”函数作为基函数和试探函数对体积分方程进行弱化离散,从而有效地避免了体积分方程的奇异性。离散后的体积分方程采用稳定型双共轭梯度迭代方法进行求解,从而得到异常体内电场的分布。假设异常体只分布在层状介质中的某一层介质内,则体积分方程内并矢Green函数与对比源之间的乘积可表示为褶积或相关形式,从而在每一次迭代过程中可以同时在x,y,z方向采用快速Fourier变换技术加快运算速度。数值算例说明了该算法的精确性和有效性。     

间谐波检测的FFT算法改进和DSP实现

提出一种快速傅里叶变换(FFT)的改进算法,该算法利用FFT的衰减特性,只需要对FFT算法做简单的变换,就可以有效地消除频谱泄漏分量,实现非整数次谐波的精确检测,克服了传统FFT的缺陷. 该算法与加窗体FFT相比,具有相近的特性,在算法构造方面又比加窗体FFT算法更简单,因此该算法更加适合应用于存储资源有限的微处理器上. 为证明该算法应用于微处理器的方便性,设计了一套基于数字信号处理(DSP)的谐波检测装置,并对该算法进行了验证.     

小波变换在旋转机械振动信号检测中的应用

讨论了小波变换的分析方法,为提取旋转机械振动信号特征提供了理论方法.实践表明:小波理论的发展适应于振动信号检测的要求,给监测旋转机械的正常运转和可能引发故障的原因提供了一种科学的研究方法.     

基于Wi-Fi穿墙雷达的无源移动目标检测方法

穿墙目标检测在安防、智能家居和应急救援等方面具有重要的应用前景。目前,基于Wi-Fi的穿墙目标检测方法需在检测区域内安装额外设备,或需对硬件进行复杂改动。针对上述问题,提出一种新颖的基于Wi-Fi穿墙雷达的移动目标检测系统WiTWR,在检测区域内无附加设备并无需对硬件进行任何改动的情况下,实现墙后无源移动目标检测。对接收信道状态信息(channel state information, CSI)构建接收信号模型并对其相位进行修正;设计一种干扰抑制算法对墙面强反射信号进行抑制,并利用小波去噪对噪声干扰进行抑制;对子载波进行挑选并分别提取CSI在有无目标情况下的幅值和相位特征,在此基础上,利用支持向量机(support vector machine,SVM)构造目标有无检测分类器,从而实现穿墙目标检测。实验结果表明,提出的基于Wi-Fi穿墙雷达的目标检测方法准确率能达到85%以上。     

基于FFT变换的快速信道估计算法

联合检测作为TD-SCDMA的关键技术之一,它的实现依赖于对无线信道响应的快速而准确的估计。传统方法的信道估计都需要进行计算量很大的矩阵求逆运算,不能满足实时快速的要求。提出了2种使用FFT（fast Fourier transform）变换的快速信道估计算法,简化了计算量,仿真结果表明,联合检测性能并未受到不利影响。     

基于多项式变换的2D-DCT快速算法

基于二维离散余弦变换 (2D_DCT)广泛应用于图像和视频信号处理领域 ,文中提出一种基于快速多项式变换的 2D_DCT快速算法 ,将 ql1 ×ql2 (q为奇素数 ;l1、l2 分别为两个不同的整数 ) 2D_DCT转化为多项式变换 (PT)和一维简化余弦变换 (1D_RDCT) .利用算法中系数的特点 ,设计了简化的快速多项式变换算法和 1D_RDCT递归分解算法 ,使运算复杂性进一步降低 .本算法具有较低的计算复杂性和规则的结构 ,并且可以方便地推广到多维 (>2 ) .     

特种车用发电机空载电压自适应谐波分析方法

针对某型特种车辆发电机空载相电压谐波幅值特征参数提取,提出一种基于LMS自适应算法的高精度谐波分析方法. 建立了该型车用发电机空载相电压谐波参数自适应线性组合器模型,结合模型给出基于LMS的自适应迭代算法基本原理及实现步骤. 仿真及某型车辆实测信号分析结果表明,该方法具有较高的谐波分析精度,满足故障特征提取要求.     

无线三轴振动测试系统的设计

目前我国对于发动机振动参数的故障检测技术仍采用传统的人工经验与技师测试的方法，在检测过程中 存在一定的主观性问题。针对此现象设计了一种基于微机电系统(MEMS: Micro-Electro-Mechanical System)加 速度传感器和蓝牙无线通信的无线三轴振动测试系统，并配备有上位机，可以用于发动机的故障检测与状态诊 断。首先通过安装在发动机外侧的传感器得到振动曲线; 然后通过无线模块发送至相应的上位机中，继而进行 相应振动参数的判断，确定发动机的运行状态。经过振动系统测试和实际现场实验表明，该无线三轴振动测试 系统性能指标满足发动机振动检测要求，能应用于发动机在线故障的监测和故障诊断，同时，设计的无线三轴 振动测试系统具有易安装、测量快速准确等特点。