四阶累积量的MUSIC算法在海流测向中的应用

针对高频地波雷达系统OSMAR2000海流测向中海流元数不易估计的问题，利用四阶谱累积量MUSIC算法的空间谱结构特点，采用试探法确定信号源数并估计信号源的位置．通过对模拟海流和实测数据的处理实验表明，利用该算法可以较准确地估计出海流元的个数和方位，并且比传统MUSIC方法获得更小的角度估计方差，有效地反演了海洋表面流信息．     

近海回波压制远程高频地波雷达波形设计

针对远程高频地波雷达由于Norton衰减的影响导致接收机需要过大的动态范围的问题,提出了采用分段压地波形的设计来减小对接收机动态范围要求的方法.通过对远程高频地波雷达采用的调频中断连续波(FMICW)体制的处理过程的分析,指出利用减少近距回波的时间利用率来设计压地波;用计算机仿真探讨了该方法的近海回波压制能力,证明了其有效性.     

基于硅基微电子机械系统仿生振膜的光纤麦克风

仿蝇耳声传感器是一种对声压梯度敏感的指向性微型麦克风.本文设计制备了桥连耦合双翼形硅基微电子机械系统仿蝇耳振膜,利用该振膜制作了光纤Fabry-Pérot干涉式麦克风,并对这种麦克风的特性进行了理论与实验研究.仿真结果指出:这种仿生振膜具有摇摆和弯曲两种振动模态,单位声压下摇摆模态的振幅依赖于入射声波的频率与传播方向,频率越接近摇摆模态本征值,振幅越大;摇摆模态振幅随传播方向在三维空间的变化呈纺锤形分布,纺锤的长轴平行于振膜的长轴,意味着传播方向平行于振膜长轴时麦克风灵敏度最高.实验测得的光纤仿生麦克风的摇摆模态本征频率略小于仿真值,其输出信号振幅随声源水平方位角的变化呈“8”字形分布,在0°—60°方位角范围二者呈线性关系,由此得出麦克风的方向灵敏度为39.98 mV/(°).     

高频地波雷达浪高参数提取的一种新算法

从Howell深水无表面流情况下的二阶窄波束雷达截面方程出发,提出了一种变换积分对象、不等分积分区间构成稀疏矩阵方程来反演无向浪高谱的新算法.在不同信噪比和不同海况条件下进行数值仿真,当信噪比高于35dB时,该算法有较高的反演精度.并将该方法应用于"高频地波雷达现场对比验证试验",反演结果与观测船输出结果比较,有效浪高的平均绝对误差为0.32m,并与Barrick法和Howell法进行了比较.模拟结果和实测结果都表明该反演算法的正确性和可行性.     

阵列误差对四阶MUSIC算法到达角估计的影响

子空间算法用于窄带信号到达角估计时，通常认为阵列响应是已知的。然而，在实际中，阵列响应往往偏离正常值，成为角度估计误差的重要来源之一。文中讨论阵列误差对四阶MUSIC算法估计到达角的影响，并与传统二阶MUSIC算法进行比较。结果表明：相同阵列误差时，四阶MUSIC算法的角度估计误差小于二阶MUSIC算法。     

用于移动机器人听觉导航的光纤麦克风阵列研制

听觉感知是移动机器人不可或缺的功能,传统电声式麦克风灵敏度较低、易受电磁干扰,致使移动机器人听觉感知能力较差,使用受到很大限制。采用自制的Fabry-Perot干涉式（FPI）光纤麦克风代替电声式麦克风,在市售移动机器人平台上构建了四元十字型光纤麦克风阵列,设计了基于FPGA的信号处理与声源定位算法程序,实现了机器人听觉感知与被动式声导航功能。介绍了FPI光纤麦克风的工作原理,测试并比较其与市售驻极体麦克风的灵敏度;优化了基于FPGA的声达时差（Time Difference of Arrival,TDOA）定位算法,完成了移动机器人搭载声源定位系统的设计与集成。实验表明移动机器人搭载的光纤麦克风声源定位系统具有水平全向声源定位功能,在平均距离为6.60 m的情况下,室内定位方位角平均误差为1.54°、距离平均误差为0.09 m;室外定位方位角平均误差为1.84°、距离平均误差为0.16 m,具有较高的精确度与稳定性;且移动机器人均能准确到达声源处完成声导航功能,具有很强的实用性与广阔的应用前景。     

基于海洋回波的高频地波雷达阵列幅相误差校准

针对现有无源校准方法在高频地波雷达中失效的问题,该文提出了一种基于海洋回波的高频地波雷达阵列幅相误差校准算法。该算法利用相控阵中相邻天线对同一海流面元回波之间满足的关系,建立多组幅相误差方程并联立求解。通过对模拟的海洋回波的数据进行处理,分析算法的幅相误差校准值的估计偏差。将此算法应用在实测数据处理中,验证了其有效性及可靠性。     

光栅干涉集成麦克风研究

研制了一种光栅干涉集成麦克风，其传感核心尺寸为0.93 mm×0.34 mm×2.50 mm(体积小于0.8 mm³)，并且具有基于波长调谐实现控制工作点的功能。针对光栅干涉仪集成化设计问题，系统分析了激光器发散角对麦克风性能的影响。提出了集成型光栅干涉仪的设计指导，制作出了光栅干涉集成麦克风探头，探头整体尺寸为10.0 mm×10.0 mm×2.5 mm，并进行了实验测试。实验测试结果表明，该探头在50～300 Hz的低频范围内具有平坦的频率响应曲线，灵敏度为-33.11 dBV/Pa@251.2 Hz，在低频噪声监测领域有着广阔的应用前景。