基于小波分析的指数衰减信号高斯脉冲成形

基于小波分析技术实现了指数衰减信号的高斯脉冲成形，高斯脉冲成形信号的峰幅度和峰位置分别表征了辐射粒子的能量信息和辐射事件发生的时间信息.仿真信号和实际采样信号的实验结果显示，指数衰减信号被成形为真正的高斯信号；这表明，基于小波分析的高斯脉冲成形技术是有效的，为进一步研究高斯脉冲成形的数字实现算法提供了必要的理论基础. 关键词： 指数衰减信号 高斯脉冲成形 小波分析     

一种改进的开关电流滤波器实现小波变换的方法

提出了一种小波变换的开关电流滤波器实现的新方案,基于网络函数逼近理论,采用一种函数逼近的系统算法将基本小波函数综合为有理分式和,并利用开关电流并联结构实现该基本小波函数滤波器.以高斯一阶导数函数为例,给出了逼近网络的具体构造过程和开关电流滤波器实现结构.该滤波器网络由六个以S²I存储单元为核的双二次开关电流滤波器并联而成.理论分析和仿真结果表明,新方案比原有实现方法在逼近精度、系统稳定性、电路性能方面均有明显改善. 关键词： 小波变换 开关电流 网络函数逼近 有理分式综合     

一个小波函数指数参数变化的分岔现象

研究一个高斯小波函数产生的混沌分岔现象.随着小波函数中指数参数的增加，它的分岔图出现了倍周期分岔，然后出现混沌，经过一段混沌区域后又出现2的幂周期.在整个过程中，正分岔与逆分岔完整地结合在一起.改变小波函数的系数出现一些明显的奇数周期，如3周期、5周期等.绘制Lyapunov指数曲线及映射折射过程，对混沌现象进行研究.将小波函数展开成近似的多项式函数，对近似多项式函数的分岔图进行了分析. 关键词： 混沌 分岔 小波函数     

基于开关电流技术的小波变换的滤波器电路实现

提出基于开关电流技术的小波变换的滤波器电路实现方法. 小波变换的开关电流滤波器实现电路由冲激响应为高斯一阶导数及其膨胀函数的滤波器组构成. 开关电流滤波器的膨胀系数(尺度)通过控制宽长比(W/L)或时钟频率可得到精确地控制. Padé逼近是一种有效的有理逼近，小波函数经过Padé变换可以得到其有理分式逼近，十分利于其开关电流滤波器电路实现. 仿真结果证实了其可行性. 关键词： 小波变换 开关电流 滤波器 Padé逼近     

基于双高斯衰减模型的超声回波处理方法

信号降噪与特征提取是超声检测数据处理的关键技术.基于超声信号有特定结构而噪声和超声信号的结构无关,本文提出一种旨在解决强噪声背景下超声回波的参数估计和降噪问题的方法.该方法将超声回波的参数估计和降噪问题转换为函数优化问题,首先根据工程经验建立超声信号的双高斯衰减数学模型,然后根据观测回波和建立的超声信号模型确定目标函数,接着选择人工蜂群算法对目标函数进行优化从而得到参数的最优估计值,最后由估计出的参数根据建立的超声信号数学模型重构出无噪的超声估计信号.通过仿真和实验表明本文方法可以准确估计出信噪比大于-10 dB的含噪超声回波中的无噪信号,且效果优于基于自适应阈值的小波降噪方法和经验模态分解方法;此外相比常用的指数模型和高斯模型,本文提出的双高斯衰减超声信号模型与实测超声信号更接近,其均方误差为9.4×10~(-5),波形相似系数为0.98.     

闪电瞬态电场信号波形去噪方法

 通过对传统数字滤波和Birge-Massart小波阈值法的比较，对闪电瞬态电场信号进行了去噪研究。构建了双指数衰减脉冲信号并在其上叠加了高斯白噪声信号来仿真闪电瞬态电场实测波形，通过计算去噪前后信号的均方误差和幅值误差，比较了加权平滑滤波、FIR数字低通滤波器和小波阈值法的去噪效果，从处理仿真波形和实测波形结果可以发现，小波阈值去噪方法明显优于另外两种传统滤波方法。通过比较仿真信号由不同小波分解层数去噪结果的均方误差和幅值误差，确定在对闪电电场实测信号的去噪过程中，小波系数分解层数应选5~7。     

用于复杂光谱数据压缩的自适应小波算法

对于超短脉冲激光与气体相互作用产生的复杂光谱，提出了基于递归最小方差方法的自适应小波算法，实现了对该类光谱数据的高效压缩. 在对三种气体，共计27组光谱数据进行压缩后，数据由最初的3968个点被压缩成124个点，压缩比为32∶1. 选择其中13组作为样本送入支持向量机神经网络进行训练，用剩下的14组进行检验，正确率为100%. 关键词： 非线性荧光光谱 小波分析 递归最小方差算法 线性神经网络     

非视线紫外光信号传输时间特性的数值模拟

在研究紫外光学非视线通信技术中,需要深入了解由于紫外大气散射效应所带来的各种信号畸变.传统的单次散射近似方法在进行较远距离、复杂天气条件下非视线光传输模拟时误差很大,采用基于Monte Carlo(MC)方法改进算法进行非视线紫外光信号传输的数值模拟,通过随机抽样的方法模拟光子在大气系统中的随机游动,在光子被大气中的粒子散射时计算其进入探测器的概率,模拟大气系统的脉冲响应函数.模拟结果表明:采用光子散射探测概率方法改进后的MC模型在模拟非视线光信号传输时计算效率显著提高;大气系统对非视线传输时的紫外光脉冲具有很强的展宽效应;随着光信号传输距离的增大,信号强度呈近似指数衰减的趋势.     

基于FDTD算法研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用

以往对于超短脉冲与二能级原子系统的研究大多基于一些近似方法(慢变包络近似和旋转波近似等),从而求得解析的近似解。但是,由于忽略掉一些有用的光场中的信息,就会造成光场导数项所产生的非线性性质的缺失。本文基于FDTD算法和预测-校正法相结合,建立了预测-校正FDTD算法,用于研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用,以准确地描述光场与原子系统相互作用的特征,验证了面积定理的部分规律;进一步构建了能够实现完全反转原子系统上下能级粒子的短脉冲。相关研究可为目标的特征分析提供参考。     

基于小波核偏最小二乘回归方法的混沌系统建模研究

基于核学习的强大非线性映射能力，结合用于回归建模的线性偏最小二乘(PLS)算法，提出一种小波核偏最小二乘(WKPLS)回归方法. 该方法基于支持向量机使用的经典核函数技巧，将输入映射到高维非线性的特征空间，在特征空间中，构造线性的PLS回归模型. PLS方法利用输入与输出变量之间的协方差信息提取潜在特征，而可允许的小波核函数具有近似正交以及适用于信号局部分析的特性. 因此，结合它们优点的WKPLS方法显示了更好的非线性建模性能. 将WKPLS方法应用在非线性混沌动力系统建模上，并与基于高斯核的核偏最小二乘 关键词： 小波核 偏最小二乘回归 混沌系统 建模     

二进制信号的混沌压缩测量与重构

二进制信号的压缩感知问题对应超奈奎斯特信号系统中未编码的二进制符号的检测问题, 具有重要的研究意义. 已有的二进制信号压缩测量采用高斯随机矩阵, 信号重构采用经典的l₁最小化方法. 本文利用混沌映射构造基于Cat序列的循环测量矩阵, 并提出一种针对二进制信号的全新的重构算法——平滑函数逼近法. 文章构造的混沌循环测量矩阵兼具确定性和随机性的优点, 能够抵御低信令效率和低信噪比的影响, 取得更好的压缩测量效果. 文章提出的平滑函数逼近法利用非凸函数代替原问题不连续的目标函数, 将组合优化问题转化为具有等式约束的优化问题进行求解. 利用稀疏贝叶斯学习算法进一步修正误差, 得到更准确的重构信号. 在信道含有加性高斯白噪声的条件下对二进制信号进行了压缩测量与重构的数值仿真, 仿真结果表明:基于Cat 序列的循环测量矩阵的压缩测量效果明显优于传统的高斯随机矩阵; 平滑函数逼近法对二进制信号的重构性能明显优于经典的l₁最小化方法.     

基于小波变换的卡尔曼滤波法在ICP-AES中的应用

在ICP－AES中，卡尔曼滤波是一种有效的光谱干扰校正方法，它在强背景、谱线重叠严重的情况下，仍可得到很好的分析结果；并且有比传统分析线法在纯组分试样条件下更低的检出限。然而，噪声的存在影响了卡尔曼滤波的准确度。小波变换因其多分辨分析的特性，近年来被用于分析信号的去噪，而且该方法简单、快速，是一种很有效的去噪方法。本文首先用仿真数据研究了噪声对卡尔曼滤波法的影响；其次，将小波变换引入卡尔曼滤波法，提出了基于小波变换的卡尔曼滤波法，仿真实验结果表明，该方法能有效提高卡尔曼滤波法的分析准确度。     

层析三维数字化仪层析图像滤波器的设计及研究

提出一种新型的递归中值滤波器，抛掉了统计参数的制约，将滤波算法转化为一种优化处理。该方法兼顾了滤波处理的光滑连续性及抑制噪声的累积特性，可有效地消除脉冲型干扰的影响，同时也从理论的角度上对该算法进行了分析。为消除加性高斯噪声，提出了一种基于图像边缘方向的小波线性滤波器，它仅仅处理边缘信息。该算汉的极大优点是克服了边缘模糊效应，小波的去噪逆向重构的处理方法对边缘为跃型的层析图象非常实用。     

电各向异性色散介质电磁散射时域有限差分分析的半解析递推卷积方法

利用坐标系转换矩阵给出实验室系中磁化等离子体介质的频域极化率张量, 采用部分分式展开方法通过傅里叶逆变换得到极化率张量的时域指数函数形式, 应用数字信号处理中的半解析递归卷积算法, 给出适用于处理任意外磁场方向情形下磁化等离子体目标电磁散射的半解析递归卷积-时域有限差分计算方法. 计算了磁化等离子体球的同极化和交叉极化后向雷达散射截面, 结果表明了算法的正确有效性. 关键词： 半解析递归卷积 磁化等离子体 电磁散射 时域有限差分方法     

光参量啁啾脉冲放大的逆问题

针对光参量啁啾脉冲放大的逆问题,即如何在给定输出信号光脉冲波形的前提下,通过计算得到输入信号光脉冲波形,提出了相应的计算模型和方法.以分步傅里叶变换和四阶龙格-库塔法为基础,通过数值拟合等方法,建立了输入-输出信号光强之间的定量关系.分别以预期输出信号光脉冲为啁啾高斯脉冲以及具有特定形状的整形脉冲为例,通过逆算得到了相应的输入信号光脉冲波形.研究结果表明,该逆算方法具有原理简单、计算快速准确等优点,可为激光脉冲整形设计提供参考. 关键词： 光参量啁啾脉冲放大 逆问题 啁啾脉冲 脉冲整形     

Specific features of the spatiotemporal structure of a broadband signal in the vicinity of the focal point of a converging spherical wave

The propagation and spatiotemporal evolution of a spherical delta wave are investigated. It is shown that the pulse response of a circular aperture at the symmetry axis of the system can be represented as the sum of two delta pulses that have opposite polarities and come close together as the focal point is approached. The delta signal at the focal point is described by the derivative of the delta function. The results of the analysis performed in this paper are confirmed by computer simulation of the propagation of a short spherical Gaussian pulse and agree well with the data obtained in the framework of the diffraction theory of monochromatic waves.     

Self-consistent RPA retarded polaron Green function for quantum kinetics

We compute numerically the time dependent retarded Green function of the polaron within the self-consistent RPA approximation. The results show an approximately Gaussian behaviour at t=0 changing at later times its concavity to an exponential decay, as it has been predicted in the approximate form of an inverse hyperbolic cosine function. The result contrasts with the non-selfconsistent RPA, where the exponential decay is only a transitory behaviour and the asymptotics is rather oscillatory. Our conclusions are significant in the context of the quantum kinetics with LO-phonons, where the transition from an intitially coherent scattering kinetics to a Markov kinetics with energy conservation is controlled by the time behaviour of the retarded Green function. Received: 18 September 1997 / Revised: 24 October 1997 / Accepted: 6 November 1997     

时域超短脉冲光栅记录和读取的研究

为实现超短脉冲信号的重现或整形,从理论上推导了时域超短脉冲光栅的记录和读取,并结合高斯型脉冲分布,讨论了信号脉冲、参考脉冲和读出脉冲宽度不同时的衍射结果,提出了利用超短脉冲全息实现超短脉冲信号的重现或整形等功能的方法.结果发现,长信号脉冲和短参考脉冲干涉记录全息后,如果用足够短的脉冲读取,衍射完全再现了原输入信号脉冲.但是在读出脉冲带宽接近于信号带宽时,衍射波频谱宽度有一定程度减小.