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一种利用半正定松弛的运动目标无源定位算法

西安电子科技大学学报 2025年第1期52卷 94-104页

作者：周成林茜马丛珊应涛满欣海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

利用多个接收站测量得到的目标辐射源信号到达时差、到达频差和差分多普勒率信息进行联合定位,可以有效提高运动目标的无源定位精度,是当前研究的热点。但是,现有算法通常采用两步加权最小二乘方法,在低信噪比环境下普遍存在定位误差较... 详细信息

利用多个接收站测量得到的目标辐射源信号到达时差、到达频差和差分多普勒率信息进行联合定位,可以有效提高运动目标的无源定位精度,是当前研究的热点。但是,现有算法通常采用两步加权最小二乘方法,在低信噪比环境下普遍存在定位误差较大的问题。为了解决该问题,通过将无源定位问题逐步转化为凸优化问题,采用成熟的凸优化技术,提出了一种基于半正定松弛的运动目标无源定位算法。该方法分为三步:第一步,通过引入三个辅助变量,构建伪线性的无源定位方程组;第二步,利用辅助变量与目标定位解之间的关系,将定位问题转化为具有二次约束的二次规划问题;第三步,采用半正定松弛方法,将二次约束优化转为凸优化问题,并运用优化工具箱高效求解。仿真结果表明:与现有方法相比,所提算法目标定位精度达到克拉美罗界所需信噪比至少降低9 dB,且在更低的信噪比环境下具有更小的定位误差。证明了所提算法的有效性。

关键词：无源定位到达时差到达频差差分多普勒率半正定松弛

轴段空心度对舰船复杂推进轴系回旋振动特性的影响研究

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船舶力学 2025年第2期29卷 312-320页

作者：古铮刘金林房诗雨海军工程大学动力工程学院

现代舰船推进轴系的结构设计较为复杂，结构尺寸是影响其回旋振动特性的一项重要因素。本文以某舰船复杂推进轴系为研究对象，研究轴段空心度变化对轴系回旋振动特性的影响。基于有限元法建立轴系回旋振动分析模型，并在初始空心度下分... 详细信息

现代舰船推进轴系的结构设计较为复杂，结构尺寸是影响其回旋振动特性的一项重要因素。本文以某舰船复杂推进轴系为研究对象，研究轴段空心度变化对轴系回旋振动特性的影响。基于有限元法建立轴系回旋振动分析模型，并在初始空心度下分析轴系的回旋振动特性；在此基础上，通过强度校核确定空心度的取值范围，以艉轴和螺旋桨轴空心度为变量，分析了艉部轴段空心度变化对轴系回旋振动临界转速的影响规律，并结合轴系校中的衡准要求进一步细化了空心度的取值范围。研究成果可为舰船推进轴系设计过程中的结构设计和回旋振动控制提供参考。

关键词：舰船复杂推进轴系回旋振动轴段空心度有限元

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一种近红外光谱数据预处理组合优化策略

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 52-58页

作者：周宇坤陈孝敬谢忠好石文袁雷明陈熙黄光造温州大学电气与电子工程学院浙江温州325000

预处理是构建近红外光谱检测模型的重要环节,影响着近红外光谱检测的精度。目前已有的预处理方法种类众多,不同方法用于解决不同类型的噪声和无关信息,从而提高信噪比,如何优化样品的光谱数据和预处理组合的选择对模型结果至关重要。为... 详细信息

预处理是构建近红外光谱检测模型的重要环节,影响着近红外光谱检测的精度。目前已有的预处理方法种类众多,不同方法用于解决不同类型的噪声和无关信息,从而提高信噪比,如何优化样品的光谱数据和预处理组合的选择对模型结果至关重要。为此,提出一种用于近红外光谱模型校准的预处理组合优化策略,包括挑选常用的八种预处理方法建立预处理方法库,利用偏最小二乘方法(PLS)建立定量模型,以建模交叉验证均方根误差(RMSECV)为迭代标准,从库中简单高效地选出提高模型优良校准能力的预处理组合。基于该策略的结构设计,选用优化领域中的贪婪算法作为寻优手段,通过对每一步的预处理方法进行寻优完成全局优化,简洁高效地完成光谱数据预处理组合的选择。提出的策略在小麦、猪肉等公开数据集上进行了测试,与同类的堆叠策略(Stacked)和多块数据顺序正交融合策略(SPORT)进行比较。结果显示,在小麦数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的校正均方根误差(RMSEC)分别降低了12%,6%,预测均方根误差(RMSEP)分别降低了32%,17%;在猪肉数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的RMSEC分别降低了49%,48%,RMSEP分别降低了46%、41%,显示出了较好的校准性能。最后,分析了该策略所选出的预处理方法在模型校准中各自的贡献度,讨论了该策略在模型可解释性、防止过拟合方面的潜力。该策略为近红外光谱的预处理方法选择提供了一种新的思路。

关键词：近红外光谱预处理方法组合优化贪婪算法定量模型

基于多目标稳健STAP的集中式MIMO雷达波形设计

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系统工程与电子技术 2025年第2期47卷 442-450页

作者：张云雷刘立国彭培沈廷立李厚朴海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033 海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033 中国人民解放军95780部队浙江宁波315040

针对集中式多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达多目标空时自适应信号处理(space-time adaptive signal processing, STAP)中最优发射波形设计问题,以最大化最差输出目标信干噪比(signal-to-interference plus noise ratio, SINR)为优化准则,联合优化发射波形和接收滤波器。在模型方面,考虑其他目标作为相干干扰;在算法方面,为满足半正定规化(semi-definite programming, SDP)算法中输出波形相关的协方差矩阵的秩1约束,提出基于秩1近似的秩递减求解算法。在此基础上,设计两种迭代交替优化算法并对比了算法的性能。仿真结果表明,最优发射波形同时满足峰均比(peak-to-average ratio, PAR)和相似性约束,具有稳健多目标空时杂波抑制能力。

关键词：多目标稳健时空自适应信号处理集中式MIMO雷达波形设计秩递减

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基于正交全息的台阶相位原位重建

物理学报 2025年第6期74卷 79-86页

作者：郝爱花黄静燕张世纪王志俊王笑龙西安邮电大学电子工程学院西安710061

滤波技术是数字离轴全息精确相位重建的关键.由于CCD分辨本领和离轴全息技术本身的限制,台阶型相位物体在全息滤波过程常常伴随频谱损失、频谱混叠,以及全息图被截取非整数周期时的频谱泄漏问题.目前频域滤波在针对单幅全息图的自适应... 详细信息

滤波技术是数字离轴全息精确相位重建的关键.由于CCD分辨本领和离轴全息技术本身的限制,台阶型相位物体在全息滤波过程常常伴随频谱损失、频谱混叠,以及全息图被截取非整数周期时的频谱泄漏问题.目前频域滤波在针对单幅全息图的自适应滤波方面已有很多研究,但上述问题都无法得到根本解决.本文在分析一维空间滤波成像特性的基础上,提出了一种在对两个正交全息图分别进行一维傅里叶变换和一维全谱滤波的基础上,对重构的物光波利用泊松方程进行精确相位解缠绕的相位原位重建技术.该方法从根本上避免了滤波引起的频谱损失、频谱混叠和频谱泄漏问题,且运算过程简单、重建精度高、适合于任何形状台阶物体的三维轮廓重建,为离轴全息的高精度相位重建提供了切实可行的途径.

关键词：数字全息台阶相位原位重建

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动态水下环境无线光通信自适应合并接收技术

光学学报 2025年第2期45卷 169-179页

作者：张建磊张友为华丹琪窦雨昂党鹏涛西安邮电大学电子工程学院

在水下无线光通信系统中，海洋湍流会造成接收光强闪烁效应，从而导致通信质量降低，以及通信系统性能恶化，影响接收信号的误码率和信噪比。利用单输入多输出（SIMO）系统分集合并接收可以有效抗闪烁。基于SIMO水下无线光通信系统，提... 详细信息

在水下无线光通信系统中，海洋湍流会造成接收光强闪烁效应，从而导致通信质量降低，以及通信系统性能恶化，影响接收信号的误码率和信噪比。利用单输入多输出（SIMO）系统分集合并接收可以有效抗闪烁。基于SIMO水下无线光通信系统，提出一种自适应动态合并接收算法，利用多条支路接收信号，根据支路信号的信噪比质量，自适应控制各支路信号的开启状态与合并策略。与传统分集合并方法相比，该方法有效缩短各支路工作时间，在不同闪烁指数下，分析了海洋湍流对各支路信号误码率以及信噪比的影响，通过仿真与实验验证了所提算法的抗闪烁性能，证实了该算法在保证通信系统稳定性的前提下能够节省能耗，为减小水下闪烁效应对通信信号的影响以及降低通信系统能耗提供了技术支撑。

关键词：水下无线光通信单输入多输出系统自适应接收合并算法

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基于连续域束缚态的高性能手性传感器设计

光学学报 2025年第2期45卷 282-290页

作者：吕淑媛胡飞罗文峰张婷婷段多多西安邮电大学电子工程学院

具有高品质因子（Q）和强圆二色性（CD）的手性超表面在光与物质相互作用中展现出显著的增强效应，这对于手性光学器件的性能提升具有重要意义。在本研究中，提出了一种基于连续域束缚态（BIC）的平面手性硅超表面设计，该设计在实现超... 详细信息

具有高品质因子（Q）和强圆二色性（CD）的手性超表面在光与物质相互作用中展现出显著的增强效应，这对于手性光学器件的性能提升具有重要意义。在本研究中，提出了一种基于连续域束缚态（BIC）的平面手性硅超表面设计，该设计在实现超高Q因子的同时，还获得了接近单位CD（CD为0.99）的手性响应。在不破坏结构面外对称性的前提下，通过打破结构的面内C2旋转对称性或改变光的入射角度，对基于BIC手性响应实现精确控制。此外，进一步探索了手性超表面在光学传感领域的应用，将所设计的手性超表面引入传感系统，实现了非凡的手性特性与传感性能（品质因数FOM=233 nm/RIU）的结合。这种做法不仅拓展了手性超表面的应用领域，也为光学手性传感提供了新的可能性和研究方向。

关键词：连续域束缚态手性圆二色性传感器

基于卷积神经网络图像分类的自动锁模光纤激光器

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光学学报 2025年第4期45卷 134-141页

作者：韩冬冬魏茜阳李嬴李田甜任凯利郑益朋朱礼鹏惠战强西安邮电大学电子工程学院

将卷积神经网络（CNN）图像分类应用于基于非线性偏振旋转技术的被动锁模光纤激光器中，实现激光器锁模态的自动判定、建立和恢复。首先，基于激光器输出光谱图像数据，建立CNN图像分类判定模型。以图像分类的判定结果构建适应度函数，... 详细信息

将卷积神经网络（CNN）图像分类应用于基于非线性偏振旋转技术的被动锁模光纤激光器中，实现激光器锁模态的自动判定、建立和恢复。首先，基于激光器输出光谱图像数据，建立CNN图像分类判定模型。以图像分类的判定结果构建适应度函数，然后通过自适应遗传算法优化腔内电动偏振控制器（EPC），最终激光器能够实现从任意状态调节到锁模态。在实验中，通过随机改变EPC状态，进行了40次独立测试。激光器从任意状态实现稳定锁模态的平均代数为5.4，在10代以内实现锁模的概率为90%。并对不同手动偏振控制器偏振状态下的光纤激光器进行测试，90%的测试可以在10代以内实现自动锁模，验证了该方法的有效性。本工作为自动锁模光纤激光器的实现提供了一种新的方法。

关键词：自动锁模光纤激光器卷积神经网络图像分类模型自适应遗传算法

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基于SoC的电路自动化升级技术

海军工程大学学报 2025年第1期37卷 78-83页

作者：叶慧娟李洪科刘有志海军工程大学兵器工程学院武汉430033 海军工程大学电子工程学院武汉430033

针对目前仍然在使用的老式电子设备器件线路老化、维修成本高等问题,对大规模模拟和数字电路自动化升级改造技术进行了研究,提出了一种基于SoC技术的电路自动化升级技术方案。首先,对原电路中不同模块关联程度进行了划分;然后,建立了量... 详细信息

针对目前仍然在使用的老式电子设备器件线路老化、维修成本高等问题,对大规模模拟和数字电路自动化升级改造技术进行了研究,提出了一种基于SoC技术的电路自动化升级技术方案。首先,对原电路中不同模块关联程度进行了划分;然后,建立了量化解析结构模型和关联度矩阵;最后,开展了关联度矩阵的建模仿真和优化,系统性地验证了基于SoC的电路自动化升级技术方案。验证结果表明:该方法有效提高了系统的可靠性和可维修性,可满足设备维修的工程需要。

关键词：自动化升级关联度矩阵量化结构矩阵 SoC技术