基于WL-MF海面弱目标检测算法

为有效检测海杂波背景下的弱目标,研究一种基于小波领袖多重分形(WL-MF)分析的目标检测方法.该方法采用小波领袖法分析海杂波的多重分形特性,利用海杂波与目标的多重分形参数差异实现目标检测.采用IPIX雷达实测海杂波数据对该方法进行验证,结果表明:尺度函数与多重分形谱在不同海情下对海杂波和目标均具有良好的区分能力,且与传统的多重分形去势波动分析法相比,WL-MF计算量小,更便于检测.     

基于SIRP杂波的雷达目标距离检测方法

针对在非高斯相关杂波背景下,传统检测方法难以检测到目标这一问题,基于信息几何理论,通过计算球不变随机过程(SIRP)杂波统计流形上两分布间的距离,定义了一种距离检测器.该检测器通过计算估计分布与目标有无两种假设分布间的距离差,来实现目标检测,从而将检测问题转化为统计流形上的几何问题.仿真结果表明:与传统方法相比,该方法在复杂杂波背景下具有较好的检测性能,且易于实现.     

基于微波多普勒雷达的海杂波区小目标特征联合检测

针对海杂波区小目标回波能量较弱,多普勒域与海杂波接近甚至重叠的特点,采用特征联合检测算法提高目标检测性能。首先,对雷达回波进行中位数自适应杂波抑制预处理;然后,对待检测单元提取多普勒峰值、峭度和熵值特征,形成特征向量,对残余杂波训练单元采用凸包算法获得判别区域;最后,以判别区域是否包括待检测特征向量对应点初步判断目标有无,再根据凸包混合积分布设定恒虚警门限滤除虚警。实测微波多普勒雷达数据处理结果表明,目标检测结果和实际情况一致。采用蒙特卡洛仿真对算法性能进行分析,表明该算法的检测性能优于对比算法,为雷达海杂波区目标检测提供了新方案。     

基于共轭FRFT模函数对消的运动目标检测

分析了回波信号以及其共轭信号的FRFT幅值特性,并利用此特性提出了一种基于共轭FRFT模函数对消的海面运动目标检测方法。该方法利用回波信号在最佳变换角度有较好的能量聚集,而其共轭信号在此最佳变换角度没有能量聚集。利用两者FRFT模函数之差对消部分杂波,在保证信号能量基本不被削弱的前提下达到抑制杂波、提高检测概率的目的。高斯噪声与IPIX雷达数据实验表明该方法在低信杂比条件下有较好的检测性能。     

复合高斯海杂波模型下最优相干检测进展

 不同于噪声背景下的目标检测,增加雷达发射功率对海杂波背景下的目标检测性能并不能带来重大的改善,因此海杂波的精细化建模和海杂波特性的充分利用成为改善目标检测性能的最重要途径。复合高斯模型是目前广泛使用的海杂波模型,为海杂波特性的精细描述提供了有力工具,而相应的最优检测理论和方法为目标检测性能改善提供了技术支持。本文综述复合高斯海杂波模型下最优及近最优相干检测理论和方法。首先,对K分布、广义Pareto分布及逆高斯纹理3种复合高斯模型进行了概述,并介绍了3种模型下已有的最优及近最优检测方法;然后,对目前复合高斯杂波加噪声混合模型下相干检测方法的进展和应用瓶颈进行了分析;最后,针对未来该方面研究的进一步完善,探讨了几种计算可实现近最优检测方法的研究思路。     

具有阶段结构的捕食——食饵模型

构造了一个具有阶段结构的捕食-食饵模型,并研究了庇护所效应对于该系统平衡点的稳定性、平衡密度及其种群长期续存的影响.结果表明庇护所效应不仅能够增加猎物种群的密度,并且在一定条件下也能增加捕食者种群的平衡密度,还会增加系统的稳定性.     

基于威布尔分布杂波模型的加权有序统计模糊CFAR检测算法

为了解决有序统计恒虚警(order statistic constant false alarm rate,OS-CFAR)、有序统计最大选择恒虚警(order statistic greatest of-constant false alarm rate,OSGO-CFAR)和有序统计最小选择恒虚警(order statistic smallest of-constant false alarm rate, OSSO-CFAR)检测算法在非均匀噪声环境下检测性能严重下降的问题,基于威布尔分布模型和模糊量化的软决策方法,提出了一种加权有序统计量的模糊恒虚警(weighted order statistic and fuzzy rules constant false alarm rate, WOSF-CFAR)检测算法。通过计算 Leading和Lagging子窗口对应的模糊隶属函数值,采用代数积、代数和、最大选择和最小选择4种融合规则对2个子窗口的模糊输出量进行融合,并与比较门限进行比较判别目标有无。仿真表明,提出的检测方法与OSGO-CFAR, OSSO-CFAR算法相比,在均匀噪声、杂波边缘干扰和多目标干扰环境下均具有较好的检测性能,尤其是采用代数积融合规则时,检测性能最优,且提出的检测算法在均匀噪声环境下也具有最佳的检测性能。     

海水中声波信号检测算法研究

海水内部复杂的噪声环境以及声波发射端和接收端的相对运动所导致的多普勒效应,使海水中表征有用信息的声波信号信噪比低,且声波频率会产生偏移.针对这一问题,建立了海水中的声波传输模型,并以适合于海底低功耗、微处理器实现的双频声波信号的实时检测算法为研究对象,通过仿真实验对比了相关分析、频谱分析、功率谱密度分析以及短时傅里叶变...     

声表面波传感技术用于微液滴尺寸检测的研究

为了实现微液滴大小的检测,设计了一种基于声表面波技术的液相传感检测系统,并对5~10μL的微水滴大小进行了检测.实验结果表明:声表面波的幅度衰减与微液滴的大小之间存在相关性,相关系数在0.9以上,证明了声表面波技术用于微液滴大小检测的可行性.同时还发现,在相同的条件下,对大小相同而黏性不同的微水滴和微油滴进行检测,声表面波的变化趋势和衰减程度不同,说明液相的黏性会在一定程度上影响声表面波的传输.     

宽带参量阵声呐在海底探测中的应用研究

使用宽带参量阵声呐对近海掩埋物探测进行了探讨.利用线性调频信号作为包络的调幅信号,针对参量阵产生的宽带差频信号,分析其频谱特点,并结合传播信道对声信号的吸收作用,于接收端对回波信号进行频谱修正,同时引入脉冲压缩技术提高探测分辨率.通过水池实验和仿真结果显示:利用宽带参量阵技术以及相应的信号处理方法,可使探测设备具有较小体积且对掩埋目标的垂直分辨率在信噪比较低的情况下达到0.1m.     

基于声波测速的充填体完整性检测

为检测水泥-尾砂充填体内部构造和力学性能,采用钻芯法从采场充填挡墙或相应部位施工覆盖整个采场的地质孔取样,使用SY-1型声波仪对样品进行声波测试,通过配套软件分析波形和频谱.结果表明:波速和动弹性力学指标的差距源自强度和疏密构造差异;虽不同充填体声波波速不同,但其声波波形和频谱成分基本相同;声波延时长、主频集中、频谱较简洁且振幅较高,反映出充填体内部夹杂、孔洞和空穴等缺陷少,结构较完整.     

海底底质声学现场探测设备机械系统研究

海底底质声学特性在海洋工程勘察、海底资源勘探开发、海洋军事国防建设等方面具有重要的应用价值.随着海洋事业的发展,对海底底质声学现场探测设备的要求也越来越高.首先介绍了所研制的海底底质声学现场探测设备的机械系统,然后基于AMESim和Workbench联合分析,确定了机械系统的工作荷载,以滑轮组支架为例进行了优化.研究表明,经过仿真优化,能够大幅度降低机械系统总质量,延长设备水下作业时间.研究成果对海底底质声学现场探测设备机械系统设计具有参考价值.     

钻孔灌注桩声波检测信号的小波变换分析与研究

钻孔灌注桩声波信号不平稳且离散,其中含有大量反映桩基础内部结构特征的信息.传统处理方法没能很好地同时分析信号的时域特征和频域特征,尤其在检测信号微弱时更是如此.由此,引入阈值小波变换与傅里叶变换对声波信号进行时频分析,分别对几种常用小波基函数,在不同参数条件下将分解重构的信号与原始信号进行比较,并选定最佳小波基函数,对...     

声发射技术在管道泄漏检测中的应用

传统的管道泄漏检测法如负压波诊断法要求有很强的实时性,常因不能及时捕捉到泄漏信号而造成诊断失败,而声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法,可根据泄漏时流体与泄漏孔隙产生的声发射信号判断泄漏,实现对泄漏信号的连续捕捉,在检测原理上有很大的优势。利用声发射技术对管道泄漏检测进行了试验研究,通过对声发射信号进行时频域分析,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明,泄漏发生时的声发射能量主要集中在140-160 kHz,随着泄漏距离的增加,在200 kHz处的声发射能量将产生较大的衰减,从而验证了应用声发射技术进行管道泄漏检测的可行性。     

DRM无源雷达多径杂波的分载波空域抑制

鉴于数字调幅广播（DRM）无源雷达面临严重的多径杂波问题,建立了该无源雷达阵列信号模型,提出了一种基于分载波空域处理的多径杂波抑制方法.该方法先将DRM无源雷达阵列接收的时域信号经去保护间隔和傅里叶变换（FFT）之后,通过对各载波信号分别求取干扰协方差矩阵和空间自适应系数以滤除直达波和多径杂波.分载波空域处理方法综合利用了多通道空域信息及同一载波下直达波和多径杂波的时域相关性,降低了杂波抑制的空域自由度要求,提高了杂波抑制能力,克服了常规空域处理方法自由度不足或杂波噪声比低导致的杂波零陷深度不够等缺点.理论分析和仿真结果表明了该算法的优越性.     

鱼声信号检测系统的设计与实现

以鱼声信号的检测为研究对象,设计了一种基于LabVIEW的鱼声信号检测系统。该系统利用高精度数据采集卡NI-PCI-4461对水声传感器进行数据采集,并利用LabVIEW编程实现数据采集、处理、显示和保存。实验结果表明,基于LabVIEW的鱼声信号检测系统为水中生物的声音检测提供了一种简洁有效的途径。     

PIF效应对于具Holling Ⅲ类功能反应的捕食者-食饵系统的影响

研究了PIF(prey influx)效应对于具Holling Ⅲ类功能反应的捕食者一食饵系统的影响.主要讨论了PIF效应对于系统平衡点的稳定性及两种群平衡密度的影响.结果表明PIF效应不仅可以增加捕食者种群的平衡密度而且能增加系统的稳定性,这里系统稳定性增加是指系统的正平衡点随着PIF效应的增强由不稳定状态转变为渐进稳定状态;而且PIF效应对食饵种群的平衡密度几乎没有影响.