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海底回波空间相关特性研究

声学学报 2009年第5期34卷 385-395页

作者：蒯多杰王长红冯雷汪玉玲邱薇中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

阐述了海底回波空间相关特性的基本原理,引入了Kirchhoff模型进行回波仿真并计算空间相关函数,分析了密度比、声速比、衰减系数、海底表面不平整性空间谱的谱系数和谱指数等底质参数对回波空间相关特性的影响。通过建立上述底质特性参... 详细信息

阐述了海底回波空间相关特性的基本原理,引入了Kirchhoff模型进行回波仿真并计算空间相关函数,分析了密度比、声速比、衰减系数、海底表面不平整性空间谱的谱系数和谱指数等底质参数对回波空间相关特性的影响。通过建立上述底质特性参数与沉积物平均粒径的φ值之间的表达式,得到了回波空间相关特性随沉积物平均粒径的变化趋势:随着φ值的增大,空间相关函数的主瓣宽度变窄。将仿真结果与2007年10月份采集的海试数据进行比较,发现在海底底质相同的情况下,二者的空间相关函数波形符合得较好。

关键词：空间相关函数回波仿真相关特性海底平均粒径衰减系数特性参数主瓣宽度

脉间复合调频脉内相位编码雷达信号设计与分析

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哈尔滨工程大学学报 2019年第7期40卷 1347-1353页

作者：付银娟李勇卢光跃张昆辉西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121

针对雷达射频隐身波形设计中的复杂调制问题,本文提出脉间复合调频与脉内多相码调相的复合策略。在脉间采用非线性的调频特征调制Costas信号各恒定频率,并在脉内采用多相位编码方式调制信号的相位特征,进而得到IPNC-PC信号。采用脉间复... 详细信息

针对雷达射频隐身波形设计中的复杂调制问题,本文提出脉间复合调频与脉内多相码调相的复合策略。在脉间采用非线性的调频特征调制Costas信号各恒定频率,并在脉内采用多相位编码方式调制信号的相位特征,进而得到IPNC-PC信号。采用脉间复合调频增加了信号的时频复杂度,脉内多相码调相增加了信号的相位随机性。仿真结果表明:IPNC-PC信号具备近似“图钉型”的模糊图,自相关旁瓣电平达到-41dB、主瓣宽度变窄率最高达到39%、功率谱峰值低于-10 d B。IPNC-PC信号具有低截获性,射频隐身性能良好,在现代电子战中有良好的应用前景。

关键词：射频隐身模糊函数自相关函数峰值旁瓣电平积分旁瓣电平主瓣宽度功率谱

改进粒子群算法的立体传声器阵列声成像系统阵形优化设计

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声学学报 2013年第5期38卷 555-562页

作者：陈日林周昌国滕鹏晓杨亦春中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室北京100190

提出改进的粒子群优化算法,获得波束方向图主瓣宽度和旁瓣级折中的优化立体阵形,避免基本实数粒子群算法仅采用旁瓣级或主瓣宽度一个性能指标优化而导致另一个性能指标恶化的问题,利用阵列视角限制进一步优化立体阵形并设计了声成像测... 详细信息

提出改进的粒子群优化算法,获得波束方向图主瓣宽度和旁瓣级折中的优化立体阵形,避免基本实数粒子群算法仅采用旁瓣级或主瓣宽度一个性能指标优化而导致另一个性能指标恶化的问题,利用阵列视角限制进一步优化立体阵形并设计了声成像测量系统。改进的粒子群算法与基本粒子群算法仿真优化阵形比较表明改进粒子群算法设计的优化阵形在保持较窄的主瓣宽度的条件下具有较低的旁瓣级。阵列声成像测量系统的性能测量分析结果表明该系统的空间分辨率和旁瓣抑制能力与理论结果接近,验证了所提算法的有效性。

关键词：改进粒子群算法传声器阵列优化设计成像系统立体阵粒子群优化算法主瓣宽度性能指标

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多模式低副瓣阵列方向图综合方法

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 882-891页

作者：曾桂兰蒋彦雯范红旗冯一伦国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

本文面向阵列天线低副瓣的实际应用需求,利用空时编码的思路设计加权矢量,分别提出序贯快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)方法、约束方程计算方法和优化函数求解方法,对应多脉冲低副瓣方向图综合时加权矢量时变、不变和奇偶... 详细信息

本文面向阵列天线低副瓣的实际应用需求,利用空时编码的思路设计加权矢量,分别提出序贯快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)方法、约束方程计算方法和优化函数求解方法,对应多脉冲低副瓣方向图综合时加权矢量时变、不变和奇偶交替变的3种不同工作模式。理论分析和仿真实验表明,序贯FFT和约束方程计算方法均能实现超低副瓣方向图(优于-50 dB),而优化函数求解方法在实现低副瓣的同时仍能保持方向图主瓣的良好性能,避免了传统方向图综合方法无法同时兼顾主副瓣性能的缺点。另外,从计算复杂度、随机幅相误差、干扰抑制等各方面综合分析了不同方法的优缺点,可为实际阵列天线的工程应用提供理论指导和技术参考。

关键词：低副瓣主瓣宽度阵列加权矢量方向图综合

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线性调频信号主瓣不展宽旁瓣抑制方法

电子与信息学报 2014年第2期36卷 298-303页

作者：郭瑞蔡志明姚直象海军工程大学电子工程学院武汉430033

以汉明窗为代表的加权方法在抑制线性调频信号的匹配滤波输出峰值旁瓣的同时展宽主瓣,致使距离分辨力下降。为兼顾旁瓣抑制和高距离分辨力的需求,该文提出一种新的主瓣不展宽旁瓣抑制方法。该方法首先将匹配滤波和加权处理的输出幅度进... 详细信息

以汉明窗为代表的加权方法在抑制线性调频信号的匹配滤波输出峰值旁瓣的同时展宽主瓣,致使距离分辨力下降。为兼顾旁瓣抑制和高距离分辨力的需求,该文提出一种新的主瓣不展宽旁瓣抑制方法。该方法首先将匹配滤波和加权处理的输出幅度进行归一化处理,然后逐点进行比较,再取各点对应的最小值作为最终的输出数据。该方法兼取了匹配滤波和加权处理的优点,其-3 dB主瓣展宽系数与匹配滤波相比仅为1,而旁瓣抑制性能和对应的加权处理相当。仿真结果和湖上试验验证了该方法的有效性。

关键词：信号处理线性调频信号旁瓣抑制主瓣宽度匹配滤波汉明加权

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改进遗传算法在传声器阵列优化中的应用

国防科技大学学报 2019年第6期41卷 126-134页

作者：曹孟华李龙谢红卫国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073

规则平面阵列因其结构周期性,在进行波束综合时存在主瓣宽、旁瓣电平高等问题。对此,提出一种基于改进遗传算法的阵列优化方法。设计平面栅格传声器阵列,以满足阵元间距的要求,并构造以主瓣宽度为约束条件、以全局旁瓣电平为适应度的目... 详细信息

规则平面阵列因其结构周期性,在进行波束综合时存在主瓣宽、旁瓣电平高等问题。对此,提出一种基于改进遗传算法的阵列优化方法。设计平面栅格传声器阵列,以满足阵元间距的要求,并构造以主瓣宽度为约束条件、以全局旁瓣电平为适应度的目标函数,对常规遗传算法进行改进,采取个体间自由交叉、随机的阵元数量强制变异的策略来增大种群的搜索范围。通过仿真,得到多个优化阵列,与几种规则平面阵列相比,在不同的信噪比输入下,经过改进遗传算法优化得到的随机阵列均有更好的表现。而相比于几种常规的优化算法,改进的遗传算法具有更强的搜索能力,得到数量更多、性能更优的随机阵列,由此证明了所提方法的可行性。

关键词：遗传算法平面栅格全局旁瓣电平主瓣宽度

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阵列天线相位中心的计算与分析

电波科学学报 2010年第2期25卷 330-335页

作者：陈曦傅光龚书喜阎亚丽栗曦西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室陕西西安710071

为了得到阵列天线的相位中心,本文从阵列天线的场表达式推导出阵列天线远场区的相位方向图与选取的参考点之间的关系式。并根据该关系式,应用最小二乘法得出了求解阵列天线的视在相心的方法。结合得出的结论,对一个矩形平面阵进行了仿... 详细信息

为了得到阵列天线的相位中心,本文从阵列天线的场表达式推导出阵列天线远场区的相位方向图与选取的参考点之间的关系式。并根据该关系式,应用最小二乘法得出了求解阵列天线的视在相心的方法。结合得出的结论,对一个矩形平面阵进行了仿真实验,实验证实了本方法的有效性。同时发现,阵列单元在不同角域内对应的视在相心不同,并且阵列天线的视在相心主要取决于阵列单元在相应角域内的视在相心。

关键词：阵列天线相位中心视在相心主瓣宽度

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端射阵机载雷达STAP单脉冲测角方法

系统工程与电子技术 2020年第2期42卷 322-330页

作者：李永伟谢文冲空军预警学院雷达兵器运用工程军队重点实验室

端射阵列雷达是新体制雷达发展的一个重要趋势,因其具有低剖面和定向辐射特性,特别适合用于机载雷达的补盲。但由于端射阵天线方向图的特殊性,其主瓣宽度比相同天线尺寸的侧射阵宽得多,这势必会导致传统自适应单脉冲测角方法性能下降。... 详细信息

端射阵列雷达是新体制雷达发展的一个重要趋势,因其具有低剖面和定向辐射特性,特别适合用于机载雷达的补盲。但由于端射阵天线方向图的特殊性,其主瓣宽度比相同天线尺寸的侧射阵宽得多,这势必会导致传统自适应单脉冲测角方法性能下降。本文提出了一种基于三维空时联合约束的自适应单脉冲测角方法,将传统自适应单脉冲测角问题扩展到俯仰-方位-多普勒三维空间,利用三维杂波特性克服波束过宽所带来的问题,并可同时测出目标的方位角和俯仰角,表现出较为优越的角度估计性能。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词：端射阵单脉冲测角主瓣宽度三维杂波谱空时联合约束

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经颅超声聚焦方法和声场特性研究

声学学报 2023年第1期48卷 162-172页

作者：殷宇昕阎守国黄娟张碧星中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

基于高分辨的CT数据建立了非均匀颅骨仿真模型,该模型引入了颅骨的声衰减系数,深入研究和分析了声波时间反转法和超声相控阵法在颅脑中的聚焦方法及效果。颅骨具有较强的声波衰减特性,使用时间反转聚焦时需要进行幅度补偿,对于0.7 MHz... 详细信息

基于高分辨的CT数据建立了非均匀颅骨仿真模型,该模型引入了颅骨的声衰减系数,深入研究和分析了声波时间反转法和超声相控阵法在颅脑中的聚焦方法及效果。颅骨具有较强的声波衰减特性,使用时间反转聚焦时需要进行幅度补偿,对于0.7 MHz的频率信号,幅度补偿后的时间反转聚焦声场主瓣宽度窄、旁瓣低,焦点处声场比无幅度补偿的时间反转法提高8.86 dB,比超声相控阵聚焦法提高7.89 dB,具有很好的空间聚焦精度和聚焦效率。研究了颅骨衰减系数、声场焦点位置、声波频率、换能器阵列位置和方位等参数对聚焦声场的影响,结果表明,幅度补偿时间反转法比相控阵法具有更低的旁瓣,且高频时的聚焦效果比相控阵好,相控阵聚焦对换能器阵列的位置和方位比较敏感,而时间反转经颅超声聚焦对声传播路径和入射角具有更高的鲁棒性。

关键词：幅度补偿声波频率相控阵主瓣宽度焦点位置时间反转频率信号声波衰减