时间尺度域匹配滤波器的设计与实现

根据地震褶积模型，设计并实现了应用于探地雷达回波信号检测的时间尺度域匹配滤波器，利用小波变换的时间定位性和尺度伸缩性，检测出雷达接收信号中单个反射子波的位置与强弱信息，利用已知的雷达发射子波模型还原回波信号，达到了滤除噪声、最佳接收的目的．通过用传统相关匹配滤波方法和本方法对探地雷达接收数据进行比较试验发现：当信噪比比较低时，传统方法已经不能准确地检测出雷达子波，而本方法仍能准确的检测出90％的雷达子波．这表明，本方法具有更好的子波检测和滤波性能．     

区域生长法在扇形滤波器参数选择中的应用

针对相控阵探地雷达回波信号数据量大，目前人工选择扇形滤波器参数效率低这一问题，提出了将雷达回波信号的频率一波数谱作为一幅灰度图像，利用区域生长的图像分割方法自动确定滤波参数，以进行扇形滤波，并除去直达波及噪声干扰．对一组实测数据进行处理，结果显示区域生长法在扇形滤波器参数自动选择中的有效性．     

雷达数据的准无损压缩

利用不同周期雷达信号之间的相关性，采用二维小波变换，融合信号去噪和数据压缩算法，实现雷达数据的准无损压缩．针对雷达数据噪声较多的特点，在压缩之前通过软阈值滤波去除雷达信号中的大部分噪声，大大降低数据熵值．为评价重建信号质量，设计了形态逼真度指标．实验结果表明，该方法能对航空探测雷达回波数据进行较大比率压缩，     

相控阵探地雷达数据的叠加速度分析

基于传统速度分析方法，结合相控阵探地雷达天线阵的特殊要求，提出了一种叠加速度分析的新方法，该方法通过计算接收天线位置不同引起的路程差、比较多道数据在不同的速度下的叠加幅度，得到速度谱线，求得叠加速度，从而得到处理相控阵探地雷达回波数据的重要参数；该参数不仅是动校正和求取层速度的重要依据，而且有利于其他的后续处理．     

时频方法在分析相控阵探地雷达正演数据中的应用

基于时频分析能同时反映频率域信息和时间域信息这一特点，将短时傅立叶变换和维格纳变换这两种时频方法应用于相控阵探地雷达的正演分层数据中．研究了采用不同的时频方法、参数和接收单元对时频图的影响，并提出了适于定位分层的参数选择．分析结果表明了时频方法在相控阵探地雷达数据处理这一新领域的有效性及其在水平分层工程中的应用价值．     

Wigner高阶矩谱在分析相控阵探地雷达数据中的应用

将一种改进的Wigner高阶矩谱应用于相控阵探地雷达数据分析，研究了不同时频方法、参数、相位对时频图的影响，实验结果表明利用Wigner高阶矩谱良好的时频特性解决了传统雷达数据信号分析方法要求信号分布是高斯的、平稳的、最小相位的问题，通过解析预处理和加核函数克服了其他时频分析方法时频集聚性差、分辨率低、频率混叠、交叉干扰的缺陷．说明该方法能有效分析相控阵探地雷达数据．     

小波分析在穿墙雷达回波奇异性检测的应用

针对超宽带穿墙雷达系统中准确获取穿墙雷达天线和人体目标距离的问题,基于小波分析方法检测了信号的瞬态特征,而穿墙雷达回波信号中不规则的突变和奇异点正好包含了人体运动目标信息,且突变点总有其对应的小波变换模极大值,本文提出一种基于小波模极大值的目标探测算法.通过具体的穿透混凝土砖块墙壁实测实验验证了该算法的有效性,为实现对人体目标的隔墙探测、定位和跟踪提供了保证.     

基于脉间频率步进信号的高频地波雷达回波信号处理

针对高频地波雷达探测海面低速移动目标的要求，研究了脉间频率步进高频雷达接收系统的结构，给出了回波信号的采集方式，推导出了相应的数学解析式；分析了利用滑动时间窗方法和二次FFT算法提取目标信息的原理，给出了获得目标的距离谱和速度多普勒谱的方法。模拟结果表明，该信号采集方式和处理方法能够保证系统要求的距离和速度分辨率，提高回波的信噪比，并能准确获得目标的距离和速度信息。研究结果为脉间频率步进高频雷达的设计提供了依据。     

MUSIC算法在相干探海雷达中的应用

根据海杂波的频谱特性,运用对称阵列方法中提到的思想对传统的MUltiple SIgnal Classification (MUSIC)算法进行了两个方面的改进。一是对要进行特征值分解的矩阵进行重构,以解决有相干信号存在的问题;二是把算法推广到频域中执行,以满足目标信号的背景噪声是海杂波的特征。数值模拟的结果表明改进后的算法可以有效地进行相干雷达海洋目标回波的高分辨率空间谱分析。     

宽波束高频地波雷达海面回波谱的数值模拟

根据高频无线电波海洋回波谱理论,结合高频地波雷达单站探测的实际应用,建立了一个适合于研究高频地波雷达信号处理的海面回波多普勒谱的数值模型,模型包含一阶峰、海流、二阶谱、硬目标回波、地形阻挡和噪声等成分,模型输出具备实测多普勒谱的典型特征,可用于检验高分辨率空间谱估计算法和海态参数的反演算法。     

奇异值分解在海洋回波多普勒信息提取中的应用

运用矩阵奇异值分解原理,分析了功率谱估计对探测海洋表面信息和硬目标信号的意义,对接收信号的自相关矩阵进行分解以提高谱估计的分辨率,并将处理后的方法对实测数据进行功率谱的估计,与处理前的回波谱图进行比较,实验证明,得出的奇异值分解方法可以改善多普勒回波功率谱的性能,满足高频地波雷达的目标探测要求。     

海洋回波模拟与定标

根据雷达探测的原理,利用超声延时线对高频地波雷达射频信号延时一个固定时间的方法,实现了对探测目标距离的模拟。并根据模拟回波信号中包含有相应的多谱勒谱的信息,模拟了海流的流速。该模拟海洋回波信号可以模拟56.7km距离的雷达回波,可以模拟流速为55,5.5,2.75cm/s的海流,解决了高频地波雷达的实验室调测和定标,缩短了雷达的研制周期。     

OSMAR2000超分辨率海流算法中空间信号源数的确定

针对传统方法无法确定一阶海洋回波法Doppler频移信号的空间信号源数的问题,提出了一种OSMAR2000超分辨率海洋表面流算法所需的空间信号源数的确定方法,阐述了该方法的处理过程和实测信号的处理结果。     

低场核磁共振信号检测电路设计

核磁共振检测以其快速、不破坏样品、直观反映分子结构等优点在诸多领域有着非常广泛的应用. 针对核磁共振检测仪器价格昂贵、体积庞大、操作复杂、不便于实现现场检测等问题, 设计了一种面向小型化低成本低场核磁共振仪的核磁共振信号检测电路. 所提出的电路使用低噪声前置放大器实现传感信号放大, 基于锁定放大的微弱信号检测技术实现了对核磁共振回波信号的有效检测. 实际测试结果表明, 所设计的电路放大倍数高达20000倍, 在高倍噪声的干扰下能够准确检测出幅度在5μV及以上的有用信号. 所提出的低场核磁共振信号检测电路对于发展低成本核磁共振仪器具有较好的应用价值.     

基于DBF的超分辨率方位分割算法的初步研究

针对高频地波雷达海洋环境遥感技术中的角分辨率问题,提出了基于数字波束形成DBF（ Digital Beam Foming)的方位侵害分割DD（Direction-subDividing)算法。该算法将待测海域分割成小的方位元／海元,以DBF方式实现接收波束扫描,获得陈列在不同指向的接收波束下海洋回波的多个接收值,再通过奇异值分解得到最小二乘意义上每个海元的后向散射回波,进而实现方位超分辨率的海洋环境参数的提取。文中阐述了算法的基本思想,给出了部分模拟结果,最后提出了算法目前存在的不足。     

一种改进的多符号反馈检测算法在快速瑞利衰落信道中的研究

针对多符号差分检测（MSDD）存在着和分组长度成指数级的高计算复杂度的问题,提出了一种改进的多符号反馈检测（IMDFD）算法,它除了具有低复杂度的性能外,还能克服多符号反馈检测（MDFD）的错误传播和低信噪比下性能恶化的问题．仿真结果表明这种算法通过增加观察间隔,能很好地填补差分检测和相关检测之间的性能间距,并且随着考虑的序列长度逐渐减小,IMDFD算法在复杂度稍微增大的基础上,系统的性能也在逐渐增强．     

电离层回波多普勒谱的预处理

基于一种新型的电离层斜向返回探测系统，针对其不同于传统高频天波雷达的回波谱特点，提出了一种回波预处理方法．该方法通过最大值搜索法进行地波定标、平均插值法消除盲区和统计阈值法消除射频干扰，然后将探测得到的数据进行处理．结果表明，处理后的回波谱真实有效地反映了电离层状态，射频干扰得到了有效抑制（衰减了6～7dB）．     

Goertzel算法的一种改进计算结构

针对Goertzel算法的计算结构硬件实现效率低等问题,提出了利用两个FIR滤波器实现Goerztel算法,并且将改进后的计算结构由原来的AR（2）过程推广到一般的AR（p）过程.改进后的计算结构避免了递推运算,能够预确定数据的动态范围进行定标,充分利用了DSP等信号处理器的硬件结构,适合定点处理器的编程.通过在定点DSP处理器TMS320C5510上进行软件仿真,测试结果表明改进计算结构后算法的效率是改进前算法效率的3.7倍.     

基于特征系统实现算法的嵌入式桥梁远程索力检测系统

设计了一个基于模态分析技术的嵌入式索力检测系统.其选择使用具有较好性能及计算精度的特征系统实现算法识别拉索的各阶模态频率,并利用基于频域平滑的重采样技术和随机减量技术对振动信号预处理以得到自由响应信号;基于ARM芯片和Linux平台,使用嵌入式J2SE技术开发实现了监测系统,并进行了实际工程应用测试.结果表明:在嵌入式系统中实现的预处理算法和特征系统实现算法能够较精确地识别出大多数情况下拉索振动信号的基频值,并据此计算出索力值,设计的嵌入式索力检测系统具有有效性和实用性.