一、基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法(论文文献综述)
张璘[1](2021)在《相控阵机载SAR海面动目标成像算法研究》文中认为我国是一个海洋大国,对海上舰船目标的探测不仅涉及到我国经济利益,也关系着国家领主主权和海防安全。相控阵机载合成孔径雷达利用阵列天线空域结构实现等效增加空间维采样频率的目的,从而扩大海域测绘带范围,使得广域海面舰船目标的高分辨率成像成为可能。目前,相控阵机载SAR存在着天线阵列结构复杂、数据运算处理量庞大以及舰船目标成像散焦等问题,影响广域海面动目标成像效率和成像质量。因此本文围绕相控阵机载SAR动目标高分辨成像算法,对天线波束扫描模式、多天线接收数据处理算法、动目标多普勒参数估计和时频分析算法进行深入研究,所取得的主要研究成果如下:第一,针对相控阵机载SAR成像扫描方式的选择,分别采用距离俯仰向扫描和方位向扫描两种模式对宽测绘带场景进行成像。首先,以宽测绘带场景为基础建立相控阵机载SAR成像模型,在发射信号脉冲重复频率有限的条件下,通过理论公式推导出信号处理过程,并建立DBF-SCORE模式和TOPS模式两种成像模型。随后,通过仿真实验和实测数据成像,验证上述两种模式可分别实现距离向波束形成高分辨成像和方位向宽幅快速扫描成像,明确了相控阵机载SAR波束控制所采用的扫描方式,为后续广域海面成像算法研究奠定基础。第二,针对相控阵机载SAR广域海面舰船成像过程中所面临的海量数据存储运算困难的问题,本文从舰船目标分布的稀疏属性入手,提出块稀疏压缩感知动目标成像算法。首先,以传统贪婪OMP算法为基础,建立海面舰船压缩感知成像算法模型,仿真结果表明舰船满足目标稀疏性特点,可以采用压缩感知算法进行成像。随后,利用天线阵列的分集增益以及舰船目标的块稀疏分布属性,提出联合块稀疏压缩感知成像算法。仿真和实测数据成像结果表明,采用块稀疏类算法可以获得较为统一的目标分布图,较大的降低了全景区域成像时间,同时有助于消除海面的虚假目标。第三,针对舰船自身运动引起的图像散焦和模糊问题,提出多普勒参数估计So WVD算法。首先,分析多普勒参数对动目标成像效果的影响,建立多普勒参数信号估计模型。仿真结果表明,传统算法有助于校正目标运动过程中的距离徙动,补偿掉与距离空变有关的方位向相位误差,但运算时间不适用于实时估计。随后,为降低运算复杂度,提出多普勒参数估计So WVD算法。仿真实验验证了该算法的有效性,与传统参数估计算法性能相比,So WVD算法适用于相控阵机载SAR对舰船等小型目标的多普勒参数实时估计。第四,针对不同海情舰船在偏航角、俯仰角和横滚角的三维摆动下存在图像散焦模糊的问题,在动目标自聚焦和时频分析类算法聚焦成像的基础上,提出同步压缩类时频变换算法。首先,采用最大对比度/最小熵自聚焦迭代算法和分块PGA聚焦算法,对实测数据中多艘舰船的模糊图像进一步聚焦,成像结果表明该算法可以很好地降低海杂波旁瓣和海面虚影。随后,建立SAR/ISAR混合成像模型,采用传统时频分析算法对单个舰船进行瞬时时频成像,引入同步压缩类时频变换算子,获得摆动舰船在某一瞬时的聚焦图像。通过仿真实验和实测数据性能参数比较可知,同步压缩类算法可以抵消舰船摆动所造成的图像散焦和模糊,获得高清舰船图像,能够看清舰船结构、尺寸、船头船尾等细致部分。第五,针对运动舰船存在定位误差的问题,利用相控阵天线阵列结构分布均衡的特点,提出用以校正动目标方位向位置的VSAR算法。首先分析了具有径向速度的海面舰船存在方位向位置误差的原因,推导出方位位置误差的数学表达式。随后,建立VSAR算法模型,通过对天线阵列接收数据的相位差进行分析,得出目标径向速度和方位向真实位置估计。仿真实验和实测数据验证了该算法的可行性,成像结果表明VSAR算法可以对动目标进行连续动态观测,实现在多普勒频带内有效区分静动目标,提高判断舰船运动趋势及航行轨迹的能力。
顾震华[2](2021)在《基于Lamb波的结构疲劳裂纹监测及寿命预测方法研究》文中研究说明随着科技的进步及工业水平的提升,工程结构日趋复杂化,疲劳裂纹已成为工程结构失效的主要原因之一。因此,开展结构疲劳裂纹监测及寿命预测方法研究意义重大。本文以工程结构、机械装备中常见的Q235钢为研究对象,结合Lamb波检测技术、疲劳裂纹扩展解析方法、数据驱动算法开展疲劳裂纹扩展及寿命预测方法的研究。论文的主要工作内容如下:1.综述了国内外基于Lamb波的结构健康监测、疲劳裂纹扩展和寿命预测的研究现状。重点介绍了Lamb波检测基础理论,阐述了Lamb波的建模、基于压电效应的Lamb波激励、Lamb波信号分析方法,然后搭建了基于Lamb波检测技术的测试系统。2.研究了Lamb波检测技术应用于结构裂纹检测的有效性与识别能力。以H型钢为例,使用Abaqus软件建立了Lamb波检测的有限元仿真分析模型,模拟了Lamb波在无损伤H型钢模型以及含有裂纹损伤H型钢模型中的传播过程,研究了不同长度的裂纹对Lamb波信号的影响。基于缺陷回波法,研究H型钢结构中的裂纹损伤定位,通过H型钢裂纹检测实验验证,实现了腹板中6 mm裂纹的有效定位。仿真结果、实验结果的定位相对误差分别为-4.45%、7.98%,群速度相对误差分别为-4.43%、7.07%。3.基于非线性滤波理论,分别构建了疲劳裂纹扩展状态模型和Lamb波裂纹观测模型。通过将Paris公式离散化,建立了含噪声的裂纹扩展状态模型;提取Lamb波裂纹监测信号中的部分S0模式波包计算损伤指数DI,建立了裂纹观测模型。然后基于Lamb波在线监测的Q235钢单边缺口T1-T4试件的疲劳裂纹扩展实验获得了该种结构裂纹扩展的Paris公式参数m和log C,并使用T1-T4试件的Lamb波裂纹监测信号计算皮尔逊距离,通过参数拟合得到了观测方程。4.针对传统Paris疲劳裂纹扩展模型预测精度低、无法考虑裂纹扩展过程中各种不确定因素影响的问题,结合基于Paris公式的状态模型和基于Lamb波的观测模型,提出一种基于非线性预测滤波(NPF)算法的疲劳裂纹扩展预测方法,并通过Q235钢试件的单边疲劳裂纹扩展实验进行验证。实验结果表明:NPF算法在疲劳裂纹扩展预测中能够有效修正Paris公式的预测误差,其预测精度优于扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波(PF)算法,同时算法效率较PF算法有明显提高。5.针对使用PF算法在进行疲劳裂纹扩展预测、寿命预测时出现材料参数粒子多样性匮乏而导致预测精度下降的问题,提出了一种基于BAS优化的改进粒子滤波(BASPF)算法的疲劳裂纹扩展预测和寿命预测方法。通过实验验证,该方法可结合实时Lamb波观测信息,有效提升材料参数粒子多样性,其裂纹扩展预测精度较PF、NPF算法更高,且剩余使用寿命(RUL)预测能力优于PF算法,更适用于疲劳裂纹扩展及寿命的高精度预测。
韩学艳[3](2021)在《水下目标参数估计关键技术研究》文中认为现代海洋防御系统可综合利用监视、探测和反潜等手段对水下目标进行及时发现、识别、估计和跟踪,对我国维护海洋安全和提高海洋防御能力起到至关重要的作用。水下目标参数估计技术作为现代海洋防卫系统中不可或缺的一部分,已经成为海洋科技领域的研究热点与难点之一。水下目标方位估计和目标跟踪作为水下目标参数估计领域的两个基本问题,目标方位估计可为目标跟踪提供准确的量测信息,因此目标方位估计是实现高精度目标跟踪的前提条件。本文首先研究了目标方位估计技术,然后在此基础上研究了目标跟踪技术。总的来说,本文的主要研究工作和贡献如下:(1)针对由网格失配导致的离网误差问题,提出一种基于矢量传感器阵的窄带信号离网方位估计方法。首先利用目标在空间中的稀疏性,通过基于联合稀疏重构的粗方位估计来确定目标真实方位所在的网格点。然后利用泰勒级数一阶展开来对目标真实方位的方向矢量进行精确逼近,实现对离网误差的精确估计。算法可以有效消除离网误差,提高目标方位估计精度。(2)针对水下多径环境对方位估计造成的影响,提出一种基于空间时频分布的水下多径信号被动频率和方位估计方法。该方法将传统的阵列信号处理技术与时频分布相结合以获得信号的空间时频分布矩阵,采用多脊线检测算法将具有不同时频分布特性的多径信号的不同路径进行分离,逐个处理,实现了在被动场景和欠定条件下对空间密集型多径信号(不同路径的方位重叠或接近)频率和方位的准确估计。(3)针对稀疏欠采样条件下的宽带信号方位估计问题,提出一种基于空时联合稀疏采样的宽带目标方位估计方法。该方法在时域采用多陪集采样系统进行稀疏采样,并利用采集的少量信息估计信号的频谱。在空间域上采用扩展互质阵列进行空间稀疏采样,通过求解基于联合稀疏重构的优化问题,在时域和空域均欠采样条件下实现宽带信号方位的准确估计。(4)针对跟踪系统能源受限的问题,提出一种基于纯方位的水下目标跟踪方法。该方法在每一时刻根据节点的信息效用、剩余能量以及消耗能量采用自适应节点选择方法动态选择新的簇头和簇成员,然后组成一个新的跟踪簇来参与目标的被动跟踪过程。通过引入分布式融合估计过程,采用线性最小方差融合准则来求得最优融合状态估计。算法在跟踪误差收敛的条件下能有效降低系统能耗。
王家东[4](2020)在《机动目标ISAR成像及空间目标特征提取方法研究》文中提出雷达作为一种能在全天时,全天候远距离探测、定位和识别目标的传感器,一直是全球研究的热点。高分辨合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)和逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像技术作为雷达发展史上的一个重要分支,能够更加直观精细的刻画目标的结构信息,也一直受到军事和民用的高度重视。ISAR成像作为一种能在远距离获取非合作目标图像的技术,在军事领域中的目标分类识别起了重要作用。ISAR成像的关键条件是目标相对于雷达的转动。而对于远距离非合作目标而言,它们的运动情况往往是非常复杂的。在雷达分辨率不高的情况下,短时间内目标的转动可以看作是均匀转动,通过传统的相位补偿技术,如相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)就能得到良好的图像。然而当雷达分辨率高的情况下,非合作目标的雷达回波经过运动补偿后可用多分量多项式相位信号表示,如何通过信号处理方法对这种多分量多项式信号进行相位补偿,就成了能否获取高质量高分辨ISAR图像的关键。另一方面,由于ISAR图像中包含了目标丰富的结构、姿态、尺寸等信息,如何从ISAR图像中对这些信息提取,为目标分类、识别和编目提供有力的技术支持,也是重要的研究方向之一。如今ISAR成像技术己发展到较高水平,但对于机动目标ISAR成像和ISAR图像特征提取技术,还是有不少问题亟待解决。本论文针对以上两个方面,分为三部分对相关问题进行了研究:第一部分研究了机动目标ISAR成像的时间段选择问题。针对空中飞机目标,本论文第三章提出了一种利用飞机跟踪信息对ISAR成像时间段优化选择的方法。根据飞机飞行时的空气动力模型,建立了飞机姿态(偏航、俯仰、横滚)变化与速度变化之间的关系。通过对雷达回波中多普勒的分析可以发现,多普勒的变化与飞机姿态变化直接相关:姿态变化平稳对应多普勒近似恒定。而多普勒的变化决定了ISAR成像质量:多普勒变化越小成像质量越高。这就说明可以通过对目标的姿态角变化进行评估,姿态变化平稳的时间段就是ISAR成像质量较高的时间段。基于以上的结论,所提算法基于雷达跟踪数据,通过扩展卡尔曼滤波器对目标姿态进行估计,并引入姿态角线性度的概念,评估不同时间段姿态角的线性度以实现ISAR成像时间段的最优选择。与传统的基于图像分析和基于多普勒分析的方法相比,提出的方法不依赖于目标的雷达回波,只需要目标的跟踪信息,因此有一定的噪声稳健性。基于仿真与实测数据的实验表明,相比于传统方法,所提算法在低信噪比情况下有更稳健的成像时间段选择能力。第二部分研究了机动目标ISAR成像的相位补偿问题。目标的非均匀三维旋转会引起ISAR成像平面(Image Projection Plane,IPP)的不断变化,从而产生二维空变相位误差。在这种情况下,采用传统的补偿方法会使ISAR图像严重模糊。另一方面,强噪声对传统的运动参数估计和相位误差补偿方法有着不可忽视的影响。本论文第四章提出了一种二维空变相位误差补偿方法。所提方法将目标姿态(偏航、俯仰、横滚)变化近似为二阶形式,推导出飞机目标的二维空变相位误差参数的具体表达式,在此基础上建立二维空变相位误差的最小熵优化函数,并采用第三章提出的飞机目标姿态估计方法对相位误差参数进行粗估计,作为迭代初始值提高迭代搜索的速度和精度。与传统空变相位误差补偿方法相比,所提算法在考虑目标运动整体性的情况下,只需要估计两个相位误差参数,显着的减少了计算量。另外,提出的相位误差粗估计方法提高了最小熵优化搜索的速度和精度,并且使所提算法有更强的噪声稳健性。基于仿真和实测数据的实验表明,与传统方法相比,所提算法计算量低,在信噪比不低于-15db的情况下都具有良好的相位补偿能力,并且得到的聚焦图像有比传统方法更低的熵值,ISAR图像质量更高。第三部分研究了基于ISAR图像的空间目标物理特征提取方法。卫星目标的姿态和几何特性是卫星活动分析的重要信息。本论文第五章提出了一种基于ISAR图像解译的卫星目标绝对姿态和尺寸参数估计方法。所提方法将卫星主体作为研究对象,提出了一种基于像素级生成对抗网络(pix2pix generative adversarial network,Pix2pix GAN)的ISAR图像分割方法,将卫星主体从序列ISAR图像中分割出来。进一步,基于ISAR成像的投影理论建立了卫星姿态和尺寸的优化函数,利用主成分分析(principal component analysis,PCA)方法提取卫星主体的二维特征,通过求解优化问题,联合估计卫星的姿态和尺寸。传统的基于因子分解的三维重构方法得到三维点分布与真实的三维点分布之间存在未知的旋转,所以只能估计目标的绝对尺寸而不能估计姿态,所提方法能同时估计目标的姿态和尺寸。实验中,利用卫星工具包(Satellite Tool Kits,STK)对天宫和锁眼卫星目标的实际轨道运动和雷达观测视角进行仿真,并在对应视角下采用电磁仿真软件FEKO,根据两个卫星的计算机辅助设计(computer aided design,CAD)模型对目标的雷达回波进行仿真。基于仿真数据的实验结果表明,相比于因子分解法,所提算法不仅能同时估计卫星姿态和尺寸,并且尺寸估计更精确。
张磊[5](2020)在《方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究》文中进行了进一步梳理在长距离超声导波无损检测中,通常采用回波法进行缺陷检测,但当缺陷靠近远端时往往会出现在常规监测时域区间内缺陷回波丢失的问题,即远场盲区问题,而该区域往往是缺陷高发区。本文以长杆方钢为例,对超声导波检测中的远场盲区问题进行研究。主要工作和创新性成果如下:1.为提高仿真效率,采用二维等效模型进行方钢超声导波模型的简化,通过仿真和实验对比的方法,验证了该等效模型的有效性。在实验验证方法研究中,为减小实验中耦合剂引起的信号衰减,提出并研制了锂基油脂作为实验用超声耦合剂,有效改善了超声信号在探头与试件接触处的透射性能;从理论上合理解释了实验中的特定非期望波产生的原因(即入射波小角度偏差),分析了非期望波对入射总能量的分配的影响;2.对基于双探头反射法的长距离超声导波盲区现象及接收信号特点进行了理论分析和推导。基于理论分析,推导出超声导波盲区的量化范围;总结出缺陷反射波形的五种常见模态转换形式,分析了超声导波盲区缺陷波形的叠加规律:3.提出基于第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间差值包络相关运算的盲区缺陷定位算法。通过将接收信号中第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间波形与仿真波形包络进行相关运算,判断缺陷位置,并通过实验验证了其有效性;4.提出基于时频转换方法的缺陷形状识别算法。以经典的方形、三角形和圆形形状的缺陷为例,先对接收波形采用时频转换PWVD算法得到第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间的时频图,再采用卷积神经网络算法进行损伤分类识别。论文采用仿真方法建立了1200张三种形状的中间伤和边界伤样本库,测试结果表明,中间缺陷和边界缺陷分类的识别准确度分别为0.89和0.85。综上所述,本文从方钢二维等效模型、超声导波盲区相关理论和缺陷检测算法等方面进行了研究,相关研究结果为超声导波盲区检测理论和方法提供一定的参考。
薛佳音[6](2020)在《基于ISAR的机动目标快速成像与识别技术研究》文中研究指明逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像与识别技术在精准制导、反导反卫、空间预警、环境监测等军民领域起着至关重要的作用。在实际观测场景中,由于被观测目标的高机动、非合作性和观测环境的复杂、不确定性,导致传统识别手段无法满足ISAR机动目标自动识别的高精度与近实时处理需求。为了解决这一问题,有必要对机动目标回波信号的快速高效处理进行更加深入的研究,并进一步探索对目标更多维度信息的挖掘与利用。针对以上需求,论文拟围绕成像和识别这两个处理阶段,开展系统建模、成像算法和识别技术的研究,以期取得较高的精度指标和较好的实时性能之间的折中。论文通过优化成像环节中补偿算法的精度和计算复杂度,来提高成像质量和处理实时性,以提升识别前置输入信息的特征传递效能;利用机器深度学习挖掘样本多维特征信息,以减小识别性能对成像质量以及人工特征工程的强依赖性,从整体上提升系统在复杂应用场景下的识别能力。论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)ISAR系统的机动目标回波特性建模、成像算法研究及优化设计。根据经典二维转台模型和合成孔径二维分辨原理,明晰ISAR系统回波信号构成与分集特性。通过对机动目标的回波频谱特性进行距离向和方位向的建模与分析,讨论高阶运动目标距离像(Range Profile,RP)的序列相关性和方位像的频谱展宽性,为下一步补偿和成像处理的研究建立理论基础。通过对经典距离—多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法和通用补偿方法的约束条件与优化空间进行研究,并针对一般机动性和高机动性目标进行RD成像仿真分析,提出通过提高补偿精度来解决目标平动导致的图像模糊、提高一维像聚焦性以改善目标转动导致的图像散焦,最终实现对机动目标的高质量、近实时成像和快速识别。(2)基于RP相关性的参数估计及运动补偿算法的研究。通过深入研究回波各距离像之间的相关性,对通用参数估计方法进行性能改进和复杂度优化;针对径向平稳目标的运动补偿,利用分数阶傅立叶变换(Fractional Fourier Transform,Fr FT)进行距离压缩产生高分辨距离像来提高距离对准精度,对Fr FT匹配阶数搜索算法进行复杂度优化,实现基于Fr FT的一阶参数估计与运动补偿;针对径向非平稳的机动目标,将高阶参数估计问题建模为最小二乘(Least-Square,LS)问题,提出基于LS的高阶对称累积互相关参数估计方法(High-order Symmetric Accumulated Cross-correlation Method,HSACM)。通过仿真实验分析,证明了提出算法的估计精度显着高于同类算法,其计算复杂度远低于通用的高阶参数估计方法。(3)高阶信号变换处理技术及机动目标快速成像算法研究。针对Fr FT不适用于径向非平稳目标的距离压缩以产生能量高度聚集的一维像、以及目标非均匀转动产生的时变多普勒问题,提出一种新的低复杂度信号处理技术——幂权傅立叶变换(Power-Weighted Fourier Transform,PWFT)。利用PWFT对信号频谱的“锐化”特性,研究基于PWFT的高阶平动补偿和高阶方位聚焦,进而提出基于PWFT的快速成像算法PWFT-RD,以及一种非常规的窗函数——幂权窗,以改善图像远端的拖尾现象。仿真实验证明了PWFT技术可以有效改善补偿不足和目标非均匀转动导致的成像散焦问题,PWFT-RD算法能够对机动目标进行高质量、近实时的成像处理。(4)基于深度学习样本多维特征的识别网络的研究。分析ISAR回波数据的三种典型表征形式(原始数据、一维距离像、二维ISAR图像)在信号处理过程中对不同维度原始信息进行的特征增强与抑制。利用深度神经网络进一步挖掘目标的多维特征信息,设计基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的端到端识别网络。基于此框架,设计以上三种单一表征样本驱动的单流识别网络,并分析各网络特点及其场景适用性。利用不同表征形式的优势互补对单流识别网络进行数据增强和结构优化,设计适应复杂应用场景的多元表征样本驱动的融合网络。仿真实验结果证明了提出的几种识别网络的有效性,验证了多流融合网络在目标高机动性和极低信噪比等特定应用场景下,与已有识别方案相比具有显着的先进性。
牛志永[7](2020)在《距离徙动雷达目标能量聚焦和检测技术研究》文中研究表明延长相参积累时间是提高雷达对微弱目标探测能力的有效手段。然而,长时间积累条件下,当目标运动速度较高或者雷达距离分辨率较高时,目标容易出现跨越距离单元的现象,称为距离徙动。距离徙动目标主要包括两类,a)高空飞行的战斗机、高超声速飞行器;b)低空飞行的集群无人机,前者出现距离徙动是由于目标的高速运动,后者则主要是由于雷达具有较高的距离分辨率。两类目标具有的共同特点是回波能量分散在相邻的距离单元,不同点是二者具有截然不同的运动特点和探测背景,不能用同一种模型描述。本文结合两类目标不同的运动特点和探测背景对距离徙动目标探测问题展开研究,主要工作概括如下:1、研究了长时间积累时,目标姿态、尺寸和雷达载频等对回波相关性的影响,设计了两种运动参数估计算法的快速实现方法。将目标建模为圆锥模型,导出了不同时刻目标回波的相关系数表达式,分析了目标姿态、尺寸和雷达载频等参数对回波相关性的影响,为后续的研究奠定了基础。本文定义了改进自相关函数(Improved Autocorrelation Function,IAF)和二阶改进自相关函数(Second order Improved Autocorrelation Function,SoIAF),分别使得尺度逆傅里叶变换算法(Scaled Inverse Fourier Transform,SCIFT)和二阶WVD算法(Second-order Wigner-Ville Distribution,So WVD)中的回波自相关运算的能够由快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)实现,大幅度降低了运算复杂度,提高了算法的实时性。从理论上证明了本文算法可以等效完成原始算法的功能,不会造成任何性能损失。2、导出了雷达回波出现尺度伸缩时匹配滤波的无失真条件,基于该条件提出一种高超声速飞行器检测算法。定量分析了信号时宽带宽积和目标速度对匹配滤波的影响,导出了匹配滤波的无失真条件,根据该条件确定了广义匹配滤波器(Generalized Matched Filter,GMF)参数搜索步长。将GMF参数搜索与楔石变换(Keystone Transform,KT)中的模糊数搜索相结合,克服了距离徙动,实现了回波能量的相参积累。给出了GMF滤波造成的目标偏移表达式,避免了常规算法存在的距离估计误差。实验显示本算法具有较低的计算复杂度,且检测性能接近全参数空间搜索算法。3、提出了基于盲速旁瓣抑制的距离徙动雷达目标能量聚焦和检测算法。设计了两组互补窗函数,首先通过A、B组窗函数迫使盲速旁瓣产生分裂,采用最小化操作抑制盲速旁瓣,产生的盲速旁瓣残留项在距离维是互不重叠的,此时采用二级最小化操作抑制盲速旁瓣残留项,获得了良好的抑制效果。本算法将目标背景建模为高斯白噪声,分析了二级最小化操作对高斯白噪声的影响,导出了虚警概率和检测门限之间的关系,并设计了迭代算法用于确定特定虚警概率对应的检测门限。通过实验验证了迭代算法的有效性。受益于二级最小化操作,本算法相比于同类算法可以大幅度抑制噪声,得到更高的输出信噪比。实验显示本算法的盲速旁瓣抑制能力、抗噪声性能优于同类算法,且无需改变雷达工作模式。4、设计了复合高斯杂波背景下的距离徙动目标检测器。将杂波建模为复合高斯模型,考虑目标的距离徙动现象,基于Rao准则设计了点目标和距离扩展目标检测器。由于考虑了目标的距离徙动,可以获得良好的相参积累。所设计的两个检测器无需估计目标回波幅度参数,避免了迭代运算,且理论推导显示,距离扩展目标检测统计量可以看做点目标检测统计量的叠加,便于工程实施。距离扩展目标检测器考虑了多个散射点的回波能量,具有更高的检测性能。实验显示,相比同类检测器,本文检测器具有更高的检测概率。
张彦杰[8](2020)在《基于激光超声的环氧树脂固化过程监测方法研究》文中认为胶接是一种能提高航天飞行器结构效率和结构破损安全性能的先进连接技术,环氧树脂由于其内聚强度大、粘接强度高等特点,被广泛用于飞机零部件的粘接结构中。近年来,胶接技术在航天领域的应用范围呈持续增长趋势,随着航空制造水平的不断提升,工艺分离面大幅度减少,许多部位的机械连接被共固化、共胶接和二次胶接所替代。然而胶层的固化容易受到环境因素的影响,准确判断胶层的凝胶点、玻璃化转变点及固化度对胶接质量的好坏有非常重要的影响,因此需要发展一种可靠的在线监测技术,以提高粘接工艺的可靠性。本课题的主要目的是研究一种基于激光超声技术的胶层固化监测方法,同时搭建一套灵活性强、适用性广的激光超声检测系统,并利用该系统完成相关的理论及实验研究。论文取得的主要成果包括以下几点:(1)基于双波混合干涉原理搭建了一套适用于非接触移动检测的激光超声检测系统,通过移动探头可以方便快捷地对目标进行检测。在超声波的探测系统中,利用硅酸铋晶体的光折变效应进行超声振动检测,并对干涉仪的相关参数进行了优化。采用高速信号采集卡搭建了用于超声信号实时采集的高速信号采集平台。采用NI-Scope的Lab VIEW程序,以队列数据存储形式,实现了超声信号的快速采集。(2)根据双波混合干涉仪中的光纤结构,分别对单模光纤及多模光纤的耦合效率进行了分析。首先对光纤的结构进行了介绍,说明了全反射条件及光纤内光传播的原理。其次,使用电磁场理论分析了单模光纤的耦合效率,采用几何光学分析考虑了多模光纤的耦合效率。分别考虑了单模光纤与多模光纤在轴向偏移、径向偏移和端面角度倾斜情况下的耦合效率。并计算了由多模光纤引入的模式色散对检测系统的影响。(3)环氧树脂的固化会影响超声波的特征参数,包括声速、振幅以及声阻抗等。根据声速曲线可以分辨出环氧树脂凝胶点及饱和固化阶段。根据复合材料中的波传播路径,利用远场超声建立了下层铝板中振幅与反射系数的关系。同时通过小波变换在时频域对透射波进行了分析,以复Morlet小波为基函数对信号进行分解,并提取了信号的振幅及相位信息,计算了衰减系数及相速度。超声波的吸收衰减与环氧树脂的弛豫特性有关,通过理论分析获得了吸收衰减与频率之间的近似线性关系,同时计算了相速度以评估超声波在环氧树脂中的频散。(4)利用Kramers-Kronig关系推导了超声衰减系数与相速度的关系,并基于衰减系数验证了 Kramers-Kronig关系在环氧树脂固化过程中的适用性,计算了在固化过程中频散度随时间的变化曲线。分别利用超声时域方法、流变仪、差式扫描量热分析(DSC)对环氧树脂的固化过程进行分析,计算了相关参数并探讨了不同方法对固化过程表征的适用性。根据超声时域衰减曲线可以判断出在衰减系数最大值处开始发生玻璃化转变,根据流变仪分析结果可以判断出实验所用环氧树脂体系发生的主要为物理交联。环氧树脂的弛豫特性对频散度有直接影响,本文利用超声在环氧树脂固化过程中频散度的变化曲线建立了固化度的计算模型,并与基于DSC方法的固化度计算模型进行了比较。结果表明,从工业生产角度来看,超声检测在灵敏度方面高于DSC方法,激光超声由于其非接触及灵敏度高的特点,有望发展成为一种工业生产固化在线监测的手段,通过对凝胶点、玻璃化转变点、饱和固化阶段及固化度的判断为实际粘接工艺提供参考。
胡怡洁[9](2020)在《舰载雷达对运动目标三维ISAR成像算法研究》文中进行了进一步梳理舰载雷达是一种可以远距离获取非合作运动目标高分辨率图像的雷达。距离向分辨率来源于雷达发射的宽带信号,方位向分辨率来源于雷达与目标间相对运动产生的多普勒带宽。随着雷达成像技术的发展,雷达二维图像已经无法满足某些特定应用的需求,对雷达三维图像的需求不断增加。舰载雷达随海浪进行三维的摆动,对运动目标进行成像时,其回波信号存在着高阶相位项,这些高阶相位项存在着目标高度向的信息。若采用传统的ISAR成像算法,不仅会出现图像散焦问题,而且无法提取回波信号高阶相位项的信息。本文围绕着如何对舰载雷达回波信号的高阶相位信号进行处理以提高其成像分辨率进行了研究,主要内容如下:1.ISAR成像大多采用时频分析算法,常规的时频分析算法无法兼顾计算效率、参数估计分辨率,以及多分量线性调频信号解耦合的问题。本文提出了一种改进的分数阶傅里叶变换时频分析算法。先利用短时傅里叶变换进行粗估计,短时傅里叶变换虽然分辨率较低,但是计算速度快,可以快速划定精估计的估计范围。再利用分数阶傅里叶变换进行精估计,分数阶傅里叶变换解决了多分量线性调频信号在时频平面存在耦合项的问题,但是在寻找最优变换阶次时所采用的二维搜索算法计算量巨大,通过粗估计,可以有效缩小二维搜索范围。通过模拟实验说明此算法有效提高了计算效率和估计精度。2.传统舰载雷达三维ISAR成像采用干涉技术,干涉技术不仅无法消除舰载雷达回波信号的高阶相位项,而且需要两个雷达同时对目标进行成像。本文采用了一种基于单发射和单接收舰载雷达对运动目标进行三维ISAR成像算法。通过三维摆动模型,模拟舰载雷达随海浪进行的复杂运动,根据雷达坐标与目标坐标矢量关系推导,得到回波信号高阶相位项参数与目标散射点三维坐标之间的函数关系,结合时频分析算法和窄带雷达测量数据,可以实现目标散射点的三维重构。通过仿真实验说明了此算法的有效性和实用性。3.舰载雷达随海浪进行复杂摆动,不同成像时间段其图像分辨率不同,需要根据实际成像需求来选择最优成像时间段进行成像。本文采用了基于图像质量函数的最优成像时间段选取算法,兼顾方位向分辨率、高度向分辨率和重构精度来选择最优成像时间段,通过调整加权系数的大小,来满足不同场景需要。
于建[10](2020)在《宽带跳频LFM信号回波模拟器设计与实现》文中指出雷达回波模拟器是测试和检验雷达性能的重要雷达设备,避免了外场试验所带来的成本高、周期长、代价大等缺陷,具有十分重要的应用价值。LFM(Linear Frequency Modulation,LFM)信号作为一种常用的雷达波形,产生和处理较为容易,在雷达领域被广泛地研究和应用。而宽带跳频信号具有较高的距离分辨力和抗干扰能力,将两者结合起来进行目标回波模拟具有十分重要的意义。本文围绕宽带跳频LFM信号回波模拟器的设计与实现,分析了跳频LFM信号的基本特性及其回波模拟方法,研究了宽带跳频LFM信号欠采样测频方法,设计了模拟器系统的总体方案,并基于FPGA(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台完成了系统的实现。本文的主要工作包括:1、分别介绍并分析了跳频编码信号和LFM脉冲信号的特点及其基本特性,利用LFM信号对跳频编码信号进行调制,并通过模糊函数分析,给出了跳频LFM信号的距离和速度分辨力。同时在距离维和速度维对跳频LFM信号进行回波模拟,最终给出了LFM信号回波模拟器的参数指标。2、介绍了中国余数定理和时频分析两种常见的欠采样频率解模糊方法。针对中国余数定理在低信噪比下进行谱峰搜索时存在较大误差以及基于时频分析实现复杂度较高的问题,提出了一种基于多通道频率划分的欠采样解模糊方法,大大降低了实现复杂度,并通过线性插值过零点测频方法实现快速测频。3、设计了宽带跳频LFM信号回波模拟器的系统方案,并基于LFM信号回波模拟方法、欠采样频率解模糊方法以及线性插值过零点测频方法,完成了回波产生模块、射频模块、欠采样无模糊测频模块、信号检测及处理模块以及基于多相结构的数字上变频模块的设计。4、基于宽带跳频LFM信号回波模拟器系统的设计方案,给出了系统硬件的整体架构。通过电路分析,完成了电源模块、数模转换模块、FPGA模块、DSP(Digital Signal Processor,DSP)模块及其接口电路的实现。同时完成了主控软件的设计,并通过主控软件实现了上位机、DSP和FPGA之间的通信。本文提出的方法已通过仿真和系统测试进行验证,结果表明这些方法可以有效解决宽带跳频信号进行欠采样时测频模糊的问题,实现了快速无模糊测频以及准确的目标回波模拟。
二、基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法(论文提纲范文)
(1)相控阵机载SAR海面动目标成像算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外相控阵雷达的研究现状及分析 |
1.2.1 国外相控阵雷达主要发展阶段研究 |
1.2.2 国内相控阵雷达发展情况 |
1.3 机载SAR动目标成像研究现状 |
1.4 本文的主要内容与结构安排 |
第2章 相控阵机载SAR成像机理研究 |
2.1 引言 |
2.2 SAR动目标成像基本理论及回波模型建立 |
2.3 DBF-SCORE波束控制成像方法 |
2.3.1 DBF-SCORE俯仰向波束控制原理 |
2.3.2 俯仰向自适应Capon谱估计法 |
2.3.3 方位向非均匀PRF采样重构算法 |
2.3.4 仿真实验与结果分析 |
2.3.5 实测数据与结果分析 |
2.4 TOPSAR方位向扫描成像方法 |
2.4.1 TOPSAR方位向波束控制原理 |
2.4.2 TOPSAR扫描模式成像算法 |
2.4.3 仿真实验与结果分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 海面舰船动目标压缩感知成像算法研究 |
3.1 引言 |
3.2 舰船目标CS成像机理 |
3.2.1 海面舰船的正交匹配追踪算法 |
3.2.2 仿真实验与结果分析 |
3.3 块稀疏压缩感知成像算法 |
3.3.1 海面舰船的块稀疏BOMP成像算法 |
3.3.2 仿真实验与结果分析 |
3.4 块稀疏贝叶斯学习BSBL成像算法 |
3.4.1 海面舰船的块稀疏BSBL成像算法 |
3.4.2 仿真实验与结果分析 |
3.5 联合块稀疏JBOMP成像算法 |
3.5.1 海面舰船的联合块稀疏JBOMP成像算法 |
3.5.2 仿真实验与结果分析 |
3.5.3 实测数据与结果分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 海面舰船动目标的多普勒参数估计及自聚焦 |
4.1 引言 |
4.2 多普勒参数估计 |
4.2.1 Radon-Wigner估计多普勒参数 |
4.2.2 SoWVD变换估计多普勒参数 |
4.2.3 仿真实验与结果分析 |
4.3 舰船目标自聚焦成像 |
4.3.1 最大对比度/最小熵算法 |
4.3.2 分块PGA自聚焦算法 |
4.3.3 实测数据与结果分析 |
4.4 舰船目标时频分析瞬态像 |
4.4.1 传统时频类成像法 |
4.4.2 仿真实验与结果分析 |
4.4.3 实测数据与结果分析 |
4.5 同步压缩时频变换成像法 |
4.5.1 同步压缩SST-CWT变换 |
4.5.2 同步压缩SST-Chirplet变换 |
4.5.3 同步压缩SST-STFT变换 |
4.5.4 同步压缩时频变换的误差分析 |
4.5.5 仿真实验与结果分析 |
4.5.6 实测数据与结果分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 海面舰船动目标的方位向定位算法 |
5.1 引言 |
5.2 基于VSAR的海面舰船动目标定位算法 |
5.2.1 VSAR算法概述 |
5.2.2 VSAR算法运动目标成像模型 |
5.2.3 VSAR算法运动目标定位机理 |
5.3 仿真实验与结果分析 |
5.4 实测数据与结果分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(2)基于Lamb波的结构疲劳裂纹监测及寿命预测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题背景及研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 基于Lamb波的结构健康监测概述 |
1.3.2 疲劳裂纹扩展及寿命预测概述 |
1.4 论文主要研究内容 |
第二章 Lamb波检测基础理论 |
2.1 引言 |
2.2 Lamb波建模 |
2.2.1 Reyleigh-Lamb方程 |
2.2.2 群速度与相速度 |
2.2.3 频散方程数值解 |
2.3 Lamb波的激励 |
2.3.1 压电元件及压电效应 |
2.3.2 压电方程 |
2.3.3 压电元件的激励方式 |
2.4 Lamb波信号分析方法 |
2.4.1 时域分析 |
2.4.2 频域分析 |
2.4.3 时频域联合分析 |
2.5 实验平台及搭建 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于Lamb波的H型钢裂纹检测与识别研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于Lamb波的裂纹检测有限元仿真 |
3.2.1 有限元方法及Abaqus软件分析简介 |
3.2.2 有限元建模 |
3.2.3 裂纹与Lamb波的相互作用 |
3.3 裂纹损伤识别及定位 |
3.3.1 实验设置 |
3.3.2 结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于非线性滤波的疲劳裂纹扩展预测模型构建 |
4.1 引言 |
4.2 状态模型构建 |
4.2.1 疲劳裂纹的分类及扩展 |
4.2.2 裂纹扩展状态模型建立 |
4.2.3 材料参数的计算 |
4.3 基于Lamb波的观测模型构建 |
4.4 实验平台及参数设置 |
4.5 实验结果分析 |
4.5.1 材料的Paris公式参数计算 |
4.5.2 Lamb波监测信号分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于NPF算法与BAS-PF算法的疲劳裂纹扩展及寿命预测方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于NPF算法的疲劳裂纹扩展预测 |
5.2.1 NPF算法理论 |
5.2.2 模型构建及预测流程 |
5.2.3 实验结果及分析 |
5.3 基于BAS-PF算法的疲劳裂纹扩展及寿命预测 |
5.3.1 粒子滤波简介 |
5.3.2 基于BAS优化的改进粒子滤波 |
5.3.3 模型构建及裂纹扩展预测流程 |
5.3.4 寿命预测流程 |
5.3.5 实验评估 |
5.4 本章小结 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(3)水下目标参数估计关键技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩写、符号清单、术语表 |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 研究现状及分析 |
1.2.1 目标方位估计研究现状 |
1.2.2 基于水下传感器网络的水下目标跟踪研究现状 |
1.3 论文的研究内容 |
1.3.1 论文的组织结构 |
1.3.2 论文的具体研究内容 |
2 预备知识 |
2.1 窄带信号和宽带信号的定义 |
2.2 阵列信号接收模型 |
2.2.1 窄带信号阵列接收模型 |
2.2.2 宽带信号阵列接收模型 |
2.3 时频分析方法 |
2.4 无迹卡尔曼滤波算法 |
2.5 本章小结 |
3 基于联合稀疏重构的窄带目标方位估计 |
3.1 引言 |
3.2 基于声矢量阵列的信号接收模型 |
3.3 基于联合稀疏重构的粗方位估计 |
3.3.1 稀疏重构模型的建立 |
3.3.2 基于正则化M-FOCUSS的联合稀疏重构算法 |
3.3.3 基于奇异值分解的降维过程 |
3.4 基于导向矢量近似的精方位估计 |
3.5 算法性能评估与分析 |
3.5.1 仿真参数设置 |
3.5.2 方位估计算法的性能验证与分析 |
3.5.3 不同方位估计算法的性能比较与分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于空间时频分布的多径目标频率和方位估计 |
4.1 引言 |
4.2 问题描述 |
4.2.1 多径信号模型 |
4.2.2 空间时频分布矩阵 |
4.3 基于多脊线检测的水下目标被动频率和方位估计 |
4.3.1 信源时频点的选择 |
4.3.2 自源时频点的选择 |
4.3.3 多径数目的估计算法 |
4.3.4 多脊线检测算法 |
4.3.5 基于TF-SPWVD-MUSIC的方位估计算法 |
4.4 基于最大最小距离的信源关联算法 |
4.5 算法性能评估与分析 |
4.5.1 仿真环境与参数设置 |
4.5.2 多脊线检测算法的性能验证与分析 |
4.5.3 方位估计的性能验证与分析 |
4.5.4 信源关联性能验证与分析 |
4.6 本章小结 |
5 基于空时联合稀疏采样的宽带目标方位估计 |
5.1 引言 |
5.2 问题描述 |
5.2.1 系统模型 |
5.2.2 基于空时稀疏采样的宽带信号接收模型 |
5.3 基于虚拟阵列的宽带信号方位估计 |
5.3.1 宽带信号的频谱估计 |
5.3.2 空间差分虚拟阵列的构建 |
5.3.3 降维过程 |
5.3.4 基于联合稀疏重构的方位估计 |
5.4 算法性能评估与分析 |
5.4.1 仿真参数设置 |
5.4.2 方位估计算法的性能验证与分析 |
5.4.3 不同方位估计算法的性能比较与分析 |
5.5 本章小结 |
6 基于纯方位的水下目标运动参数估计 |
6.1 引言 |
6.2 问题描述 |
6.2.1 网络模型 |
6.2.2 系统模型 |
6.2.3 跟踪模型 |
6.3 基于动态簇的水下目标被动跟踪算法 |
6.3.1 簇头的选择 |
6.3.2 簇成员的选择 |
6.3.3 分布式融合算法 |
6.3.4 跟踪算法 |
6.4 算法性能评估与分析 |
6.4.1 仿真环境设置 |
6.4.2 跟踪算法的性能验证与分析 |
6.4.3 自适应节点选择性能验证与分析 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间的科研成果 |
(4)机动目标ISAR成像及空间目标特征提取方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 ISAR成像发展概述 |
1.2.1 地基ISAR系统 |
1.2.2 海基和舰载ISAR系统 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 机动目标ISAR成像 |
1.3.2 ISAR图像特征提取 |
1.3.3 关键问题和难点 |
1.4 研究内容安排 |
第二章 ISAR成像基本原理 |
2.1 引言 |
2.2 ISAR成像原理 |
2.2.1 成像几何与信号模型 |
2.2.2 ISAR成像的平动补偿 |
2.2.3 ISAR成像的包络对齐 |
2.2.4 ISAR成像的初相矫正 |
2.2.5 ISAR成像的投影理论 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于跟踪信息的ISAR成像时间段选择方法 |
3.1 引言 |
3.2 ISAR成像几何与信号模型 |
3.3 最优成像时间段选择 |
3.3.1 目标姿态角估计 |
3.3.2 评估姿态角的线性度 |
3.3.3 最优成像时间段的选择 |
3.4 实验结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于最小熵优化的ISAR成像运动补偿 |
4.1 引言 |
4.2 ISAR成像几何与信号模型 |
4.2.1 非均匀旋转目标的信号模型 |
4.2.2 二维空变相位误差 |
4.3 最优参数估计 |
4.3.1 基于参数最小熵的优化 |
4.3.2 运动参数的粗估计 |
4.4 实验结果与分析 |
4.4.1 仿真实验 |
4.4.2 不同信噪比的实验 |
4.4.3 实测实验 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于ISAR图像解译的空间目标物理特征提取 |
5.1 引言 |
5.2 ISAR成像的投影过程 |
5.3 建立空间目标ISAR成像投影矩阵 |
5.3.1 空间目标雷达观测视角估计 |
5.3.2 空间目标ISAR图像的方位分辨率估计 |
5.4 空间目标姿态和尺寸估计方法 |
5.4.1 基于Pix2pixGAN的ISAR图像分割方法 |
5.4.2 基于OMP的ISAR图像散射中心提取方法 |
5.4.3 基于PCA的卫星主体特征提取 |
5.4.4 卫星主体姿态和尺寸估计方法 |
5.5 实验结果与分析 |
5.5.1 实验数据介绍 |
5.5.2 所提分割算法的表现 |
5.5.3 所提算法的实验结果 |
5.5.4 对比实验 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 A 关于空变相位误差参数ζ_x和ζ_y的推导 |
附录 B 关于空变相位误差C_x和C_y的推导 |
致谢 |
作者简介 |
(5)方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 超声导波理论和检测技术的国内外研究现状 |
1.2.1 超声导波检测理论方面的研究现状 |
1.2.2 超声导波结构缺陷检测方法的研究现状 |
1.3 论文研究内容及结构安排 |
2 超声导波检测的基本理论 |
2.1 超声导波的基本理论 |
2.1.1 超声导波定义 |
2.1.2 超声导波频散特性 |
2.1.3 超声导波折射反射特性 |
2.1.4 超声导波衰减特性 |
2.2 超声导波传播等效理论 |
2.2.1 杆中超声导波传播模型 |
2.2.2 板中超声导波传播模型 |
2.3 超声导波检测信号后处理理论 |
2.3.1 时域分析方法 |
2.3.2 频域分析方法 |
2.3.3 时频分析方法 |
2.4 本章小结 |
3 方钢超声导波二维等效模型及实验方法研究 |
3.1 低频长距离超声导波二维等效模型建立 |
3.1.1 杆梁结构中低频长距离超声导波的等效理论 |
3.1.2 方钢超声导波二维等效传播理论模型 |
3.1.3 方钢超声导波二维等效模型有限元仿真 |
3.2 方钢超声导波检测的实验研究 |
3.2.1 方钢双探头超声导波检测实验平台搭建 |
3.2.2 方钢超声导波平台系统设置分析 |
3.2.3 超声耦合剂的相关研究 |
3.3 方钢超声导波等效模型有效性验证 |
3.3.1 超声导波仿真的时域和幅值偏差分析 |
3.3.2 实验中非期望波的分析 |
3.4 本章小结 |
4 方钢超声导波检测盲区理论研究 |
4.1 长距离超声导波检测盲区定义 |
4.1.1 常规缺陷检测方法 |
4.1.2 低频长距离超声导波检测盲区定义 |
4.2 长距离超声导波检测盲区的理论范围 |
4.2.1 低频超声导波检测盲区理论范围推导 |
4.2.2 低频超声导波检测盲区实验验证 |
4.3 方钢超声导波检测盲区脉冲波形特点 |
4.3.1 拓展时域区间的超声导波模态转换分析 |
4.3.2 超声导波盲区检测波形时域区间叠加特点 |
4.4 本章小结 |
5 基于拓展时域区间的盲区缺陷检测方法研究 |
5.1 基于差值包络相关算法的超声导波盲区缺陷定位研究 |
5.1.1 盲区缺陷反射脉冲波包络有效特征提取 |
5.1.2 有效时域区间上盲区缺陷差值包络的互相关算法 |
5.1.3 超声导波差值包络相关算法的缺陷定位方法 |
5.2 基于时频分析的盲区缺陷形状识别的研究 |
5.2.1 长距离超声导波盲区缺陷形状的时频图特征 |
5.2.2 人工智能图像识别MobileNet卷积神经网络算法 |
5.2.3 结合时频分析和人工智能图像识别算法的盲区缺陷形状识别 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 |
6.1.1 主要完成的工作 |
6.1.2 创新点 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
(6)基于ISAR的机动目标快速成像与识别技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
附录A 符号对照表 |
附录B 缩略语对照表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 课题研究目的和意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 ISAR成像技术发展与研究现状 |
1.3.2 雷达目标识别技术发展与研究现状 |
1.3.3 机动目标ISAR成像与识别问题分析 |
1.4 主要研究内容和结构安排 |
第2章 ISAR系统模型及成像算法研究 |
2.1 引言 |
2.2 ISAR系统模型 |
2.2.1 距离-方位二维转台模型 |
2.2.2 合成孔径二维分辨原理 |
2.2.3 系统关键参数 |
2.3 机动目标回波频谱特性建模 |
2.3.1 距离向回波特性 |
2.3.2 方位向回波特性 |
2.4 面向机动目标的RD算法优化设计 |
2.4.1 经典RD算法及通用补偿方法 |
2.4.2 机动目标RD成像仿真分析 |
2.4.3 基于RD的算法优化方案 |
2.5 通用实验模型及性能评价指标 |
2.5.1 实验环境 |
2.5.2 仿真实验模型与通用实测数据 |
2.5.3 性能评价指标 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于RP相关性的快速参数估计与补偿 |
3.1 引言 |
3.2 基于RP相关性的优化对称累积互相关法 |
3.2.1 对称累积互相关处理 |
3.2.2 复杂度优化与分析 |
3.2.3 OSACM算法实现流程 |
3.3 径向平稳目标的一阶参数估计与补偿 |
3.3.1 基于FrFT的距离压缩 |
3.3.2 FrFT匹配阶数搜索算法的优化 |
3.3.3 基于FrFT的一阶参数估计方法 |
3.4 径向非平稳目标的高阶参数估计与补偿 |
3.5 算法精度与复杂度的仿真实验分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于幂权傅立叶变换的快速成像处理 |
4.1 引言 |
4.2 幂权傅立叶变换 |
4.2.1 幂权傅立叶变换的定义 |
4.2.2 PWFT的频谱单峰锐化特性 |
4.3 基于PWFT的快速成像 |
4.3.1 基于PWFT的高阶运动补偿 |
4.3.2 基于PWFT的高阶方位聚焦 |
4.3.3 PWFT-RD快速成像算法 |
4.4 基于PWFT的非常规窗函数设计 |
4.4.1 幂权窗的定义 |
4.4.2 幂权窗与常规窗函数的比较 |
4.5 仿真实验分析 |
4.5.1 平动补偿性能分析 |
4.5.2 方位聚焦性能分析 |
4.5.3 成像算法性能比较 |
4.5.4 ISAR图像加窗结果比较 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于深度学习的机动目标快速识别 |
5.1 引言 |
5.2 ISAR回波数据的典型表征形式分析 |
5.3 基于CNN的端到端识别网络框架 |
5.4 样本多维特征驱动的N流识别网络设计 |
5.4.1 单一表征样本驱动的单流网络 |
5.4.2 多元表征样本驱动的多流融合网络 |
5.5 识别网络的实验论证与性能分析 |
5.5.1 多场景数据集构建与网络训练 |
5.5.2 识别网络性能分析 |
5.5.3 与已有识别方法的性能比较 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(7)距离徙动雷达目标能量聚焦和检测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 基于运动参数估计的能量聚焦和目标检测算法 |
1.2.2 盲速旁瓣抑制 |
1.2.3 杂波背景下的距离徙动目标检测 |
1.3 论文主要工作与内容安排 |
第二章 基于运动参数估计的距离徙动雷达目标能量聚焦和检测算法 |
2.1 引言 |
2.2 目标回波相关性 |
2.2.1 不同照射角度的回波之间的相关性 |
2.2.2 小结 |
2.3 雷达目标检测尺度逆傅里叶变换算法的快速实现方法 |
2.3.1 问题描述 |
2.3.2 提出的算法 |
2.3.3 计算复杂度分析 |
2.3.4 数值仿真 |
2.3.5 小结 |
2.4 二阶WVD变换算法的快速实现 |
2.4.1 本章提出的快速算法 |
2.4.2 计算复杂度分析 |
2.4.3 数值仿真 |
2.4.4 小结 |
2.5 结论 |
第三章 基于宽带回波模型的高超声速目标能量聚焦和检测算法 |
3.1 引言 |
3.2 宽带回波模型 |
3.3 高超声速目标能量聚焦和检测算法 |
3.4 计算复杂度和抗噪声性能分析 |
3.4.1 计算复杂度分析 |
3.4.2 抗噪声性能和目标检测能力 |
3.5 算法验证 |
3.6 结论 |
第四章 基于盲速旁瓣抑制的距离徙动雷达目标能量聚焦和检测算法 |
4.1 引言 |
4.2 RFT回顾和BSSL介绍 |
4.3 基于盲速旁瓣抑制的距离徙动雷达目标能量聚焦和检测算法 |
4.3.1 基于BSSL抑制的长时间积累算法 |
4.3.2 确定检测门限 |
4.4 最小化操作的作用 |
4.5 本章算法性能评估 |
4.5.1 局部盲速旁瓣抑制能力 |
4.5.2 全局盲速旁瓣抑制能力 |
4.5.3 检测性能 |
4.5.4 本算法的限制条件 |
4.5.5 实测数据验证 |
4.6 结论 |
第五章 复合高斯杂波背景下的距离徙动雷达目标检测 |
5.1 引言 |
5.2 目标检测模型和广义似然比检测器回顾 |
5.2.1 目标检测模型 |
5.2.2 广义似然比检测器回顾 |
5.3 基于Rao准则的距离徙动目标检测器设计 |
5.3.1 点目标Rao检测器设计 |
5.3.2 距离扩展目标Rao检测器设计 |
5.4 性能评估 |
5.4.1 点目标Rao检测器性能 |
5.4.2 距离扩展目标Rao检测器性能 |
5.5 结论 |
第六章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)基于激光超声的环氧树脂固化过程监测方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 胶层固化监测的重要意义 |
2.1.1 环氧树脂及其固化过程 |
2.1.2 环氧树脂固化监测的意义 |
2.2 环氧树脂固化反应常用监测方法 |
2.2.1 差示扫描量热法 |
2.2.2 流变测试 |
2.2.3 热重法 |
2.2.4 光纤传感法 |
2.2.5 X射线检测法 |
2.3 超声技术在环氧树脂固化监测中的应用现状 |
2.3.1 超声监测的基本原理 |
2.3.2 超声监测的应用现状 |
2.4 激光超声检测技术的研究进展 |
2.4.1 激光超声技术的特点及应用 |
2.4.2 激光超声的激发方法 |
2.4.3 激光超声检测方法 |
2.5 信号处理方法 |
2.5.1 传统信号处理方法 |
2.5.2 时频分析方法 |
2.6 课题研究内容 |
3 激光超声检测系统及其光纤化设计 |
3.1 光折变晶体与双波混合干涉 |
3.1.1 光折变效应的基本原理 |
3.1.2 光折变晶体中的双波混合效应 |
3.2 双波混合干涉仪的光纤化设计 |
3.2.1 基于光纤结构的双波混合干涉仪 |
3.2.2 超声探测系统的参数优化 |
3.3 激光超声信号的激发及高速采集系统设计 |
3.3.1 激光超声激励系统 |
3.3.2 超声信号的高速采集系统 |
3.4 本章小结 |
4 双波混合干涉仪中光纤的耦合效率及色散分析 |
4.1 光纤的结构及参数 |
4.2 单模光纤的耦合效率分析 |
4.2.1 光纤耦合效率 |
4.2.2 位置偏差损耗 |
4.3 多模光纤的耦合效率分析 |
4.3.1 多模光纤的传输模式 |
4.3.2 空间光到多模光纤的耦合 |
4.3.3 多模光纤位置偏差对耦合效率的影响 |
4.4 光纤的色散及对超声检测的影响 |
4.5 本章小结 |
5 环氧树脂固化过程对超声特征参数的影响 |
5.1 激光超声监测环氧树脂固化的实验设计 |
5.2 超声波在复合结构内的传播规律研究 |
5.2.1 超声波的反射、透射及声阻抗计算 |
5.2.2 超声波在金属中的衰减及远场判定 |
5.2.3 超声波在环氧树脂中的衰减及频散 |
5.3 环氧树脂固化对超声特征参数的影响分析 |
5.3.1 环氧树脂固化对超声波速的影响 |
5.3.2 环氧树脂固化对声阻抗的影响 |
5.3.3 环氧树脂固化对超声波衰减及频散的影响 |
5.4 本章小结 |
6 基于激光超声的环氧树脂固化过程动态分析 |
6.1 超声特征参数的Kramers-Kronig关系 |
6.1.1 衰减系数与相速度的Kramers-Kronig关系 |
6.1.2 基于Kramers-Kronig关系的相速度及频散度计算 |
6.2 环氧树脂的固化度表征模型建立 |
6.3 环氧树脂的固化行为测试 |
6.3.1 基于超声时域方法的固化过程表征 |
6.3.2 环氧树脂固化过程的流变测试 |
6.3.3 差示扫描量热分析及固化度计算方法 |
6.3.4 超声特征参数对固化过程的敏感度分析 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)舰载雷达对运动目标三维ISAR成像算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 ISAR成像技术的发展 |
1.2.1 舰载雷达ISAR成像技术 |
1.2.2 三维ISAR成像技术 |
1.3 时频分析研究现状 |
1.3.1 分数阶傅里叶变换的研究现状 |
1.4 论文需要解决的关键问题 |
1.5 论文主要内容的研究安排 |
第二章 舰载雷达ISAR成像技术基础 |
2.1 脉冲压缩 |
2.2 平动补偿 |
2.2.1 包络对齐 |
2.2.2 初相校正 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于一种改进分数阶傅里叶变换的参数估计方法 |
3.1 短时傅里叶变换 |
3.2 Wigner-Ville分布 |
3.3 Hough变换 |
3.4 分数阶傅里叶变换 |
3.4.1 分数阶傅里叶变换在线性调频信号中的应用 |
3.5 一种改进的分数阶傅里叶变换 |
3.6 多分量线性调频信号分离 |
3.7 仿真实验和结果分析 |
3.7.1 仿真实验 |
3.7.2 结果分析 |
3.8 计算量分析 |
3.9 本章小结 |
第四章 舰载雷达对运动目标的三维ISAR成像算法 |
4.1 舰载雷达的回波模型 |
4.2 运动目标坐标三维重构 |
4.3 最优成像时间段的选择 |
4.4 分辨率分析 |
4.5 舰船摆动参数对成像的影响 |
4.6 仿真实验 |
4.7 结果分析 |
4.8 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 课题展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(10)宽带跳频LFM信号回波模拟器设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究动态 |
1.3 本文的主要工作与章节安排 |
第二章 跳频LFM信号理论基础 |
2.1 跳频编码信号特点和基本性质 |
2.2 LFM脉冲信号特点和基本性质 |
2.3 跳频LFM信号特点和基本性质 |
2.3.1 跳频LFM信号模糊函数推导 |
2.3.2 跳频LFM信号距离和速度分辨力 |
2.4 跳频LFM信号回波模拟 |
2.4.1 距离维回波模拟 |
2.4.2 速度维回波模拟 |
2.5 跳频LFM信号回波模拟器参数指标 |
2.6 本章小结 |
第三章 宽带跳频LFM信号欠采样测频方法研究 |
3.1 欠采样基本理论 |
3.2 中国余数定理解模糊 |
3.2.1 中国余数定理 |
3.2.2 基于中国余数定理的解模糊方法 |
3.3 基于时频分析解模糊 |
3.3.1 时频分析基本理论 |
3.3.2 基于STFT的解模糊方法 |
3.4 多通道频率划分解模糊 |
3.5 线性插值过零点测频 |
3.6 本章小结 |
第四章 宽带跳频LFM信号回波模拟器系统设计 |
4.1 系统总体架构设计 |
4.2 射频模块设计 |
4.3 数字波形产生模块设计 |
4.3.1 欠采样无模糊测频模块设计 |
4.3.2 信号检测及处理模块设计 |
4.3.3 回波产生模块设计 |
4.3.4 数字上变频模块设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 宽带跳频LFM信号回波模拟器软硬件实现 |
5.1 系统硬件架构实现 |
5.2 电源模块电路实现 |
5.3 数模转换模块电路实现 |
5.3.1 ADC模块电路实现 |
5.3.2 DAC模块电路实现 |
5.4 FPGA模块电路实现 |
5.5 DSP模块及其接口电路实现 |
5.5.1 DSP模块电路实现 |
5.5.2 DSP接口电路实现 |
5.6 主控软件实现 |
5.7 系统实物介绍 |
5.7.1 机箱架构 |
5.7.2 硬件电路板 |
5.8 系统测试结果分析 |
5.9 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法(论文参考文献)
- [1]相控阵机载SAR海面动目标成像算法研究[D]. 张璘. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]基于Lamb波的结构疲劳裂纹监测及寿命预测方法研究[D]. 顾震华. 江南大学, 2021(01)
- [3]水下目标参数估计关键技术研究[D]. 韩学艳. 浙江大学, 2021
- [4]机动目标ISAR成像及空间目标特征提取方法研究[D]. 王家东. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究[D]. 张磊. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]基于ISAR的机动目标快速成像与识别技术研究[D]. 薛佳音. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]距离徙动雷达目标能量聚焦和检测技术研究[D]. 牛志永. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [8]基于激光超声的环氧树脂固化过程监测方法研究[D]. 张彦杰. 北京科技大学, 2020(01)
- [9]舰载雷达对运动目标三维ISAR成像算法研究[D]. 胡怡洁. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [10]宽带跳频LFM信号回波模拟器设计与实现[D]. 于建. 电子科技大学, 2020(07)