基于联合检测方法的雷达信号分选跟踪机设计

第一篇：基于联合检测方法的雷达信号分选跟踪机设计

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基于联合检测方法的雷达信号分选跟踪机设计

作者：祁岭

来源：《现代电子技术》2012年第07期

摘要：雷达信号分选是雷达对抗中一个重要的组成部分，只有从随即交迭的信号流中分选出各个雷达脉冲序列之后才能进行信号参数的测量、分析、识别。目前基于PRI参数提出很多分选方法，针对各种方法的优缺点，研究了一种基于SDIF算法和序列相关法联合检测的被动雷达信息处理系统信号分选跟踪机，经仿真证明，基于SDIF与序列相关法的联合检测增加了检测概率，具有较好的鲁棒性，可以较好地对空间多部不同雷达信号进行准确分选，正确给出跟踪波门。该信号分选跟踪机已在工程中应用。

关键词：联合检测;信号分选;跟踪机;跟踪波门

中图分类号：TN95-34 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2012)07-0026-05

第二篇：便携式信号发生与检测装置的设计（共）

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便携式信号发生与检测装置的设计

作者：刘华 亓庆新 唐冬梅

来源：《现代电子技术》2012年第19期

摘要：在室外的仪器使用中，经常会遇到机器需要检修的问题，但是实验室常用的示波器和信号发生器由于电源、体积等问题不便携带，这时就需要采用简易、便于携带的测试仪器。设计了一套基于嵌入式核心的由便携式信号发生装置和便携式信号检测装置组成的系统。信号发生装置采用DDS技术以51单片机控制其产生信号，信号检测装置以基于核心的STM32处理器为基础，配以必要的辅助电路从而实现对实时输入信号的检测。信号发生与信号检测装置既可以组合使用也可以单独使用。为室外仪器的检修提供了一套便携式的系统。关键词：嵌入式； DDS技术； 51单片机； 便携式

第三篇：相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法论文

【摘要】针对相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计问题，从系统设计的功能需求进行分析，设计系统层次架构与功能模块等，进而构建多任务测试系统，以提高天线近场测试效率。

【关键词】相控阵雷达;天线;多任务;测试系统;设计方法

近场天线测试系统作为相控阵雷达天线性能测试的主要手段，该系统随着相控阵天线技术的完善，其测试效率也不断提升。基于应用需求，近场天线测试系统实现多任务测试是发展的主要趋势，目前该系统也已经被广泛的推广应用。

一、相控阵雷达天线概述

相控阵雷达包括有源电子扫描阵列雷达、无源电子扫描阵列雷达，其主要是通过改变天线表面的阵列波束合成形式，进而改变波束扫描方向的雷达。此类型的雷达天线的侦测范围较为广泛，利用电子扫描，能够快速的改变波束方向，精准的测量目标信号。

二、近场天线测试系统建设功能需求分析

近场天线测试系统设计，需要做好软件需求分析，此系统功能需求如下：1）要能够满足全测试周期可配置，以及软件通用化需求。此功能需求的实现，责任需要构建众多数据源输入接口，配置通信协议以及软件界面等，面向各类相控阵天线测试，进而达到通用化需求目标。2）实现多任务测试。相控阵雷达天线的不断发展，使得传统的单任务测试方法，已经难以满足天线测试需求，基于此进行多任务测试方法设计，在测试探头单独扫描条件下，采取高密度测试方法，即多个频率与波束等，实现高效测试。

三、相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法

多任务测试系统主要是利用软件，进行测试参数预设，包括测试频率、波束角度、扫描架运用范围等。利用数据处理软件，进行分解转换测试，计算各采样点数据，获取天线方向图性能参数，最后显示图像。3.1架构设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统架构设计，其是基于构件化设计思想，利用软件构成元素，由标准接口负责提供特定服务，以支持系统开发。系统架构中的构件库，主要分为数据采集类、三维扫描控制补偿类、方向图与数据处理类，构件存在形式为COM、dll等，使用构件管理工具，则能够进行动态加载与管理，进而在系统开发过程中，进行构件注册与复制，实现版本控制。利用GetTypes静态方法，来获取Assembly内的构件类型，判断构件类型，看其是否为构件接口所派生的，若是则运用Activator动态方法，即CreateInstan函数，来获取构件，实现动态加载[1]。3.2多任务设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计时，需要进行多任务设计。相控阵天线的各波束状态，主要是天线波控分系统控制，天线接收波控指令包，由波控分系统进行分解处理，对天线上的波束扫描进行控制。近场天线多任务测试设计，其核心思想是实现天线实时扫面测试，同时控制天线频率与波束等的切换，进而实现实时同步切换。多任务测试系统运行的过程中会产生大量的数据，因此为了避免数据访问冲突，则采取创建多线程的方法，进行数据处理，将其分为数据处理与显示型、接收机测试型、伺服控制型线程。线程创建后，将会独立运行，各线程将会在其自身的时间段内，使用CPU，实现轮流执行与并发执行。3.3系统接口设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统功能实现，数据源要与数据服务层实现交互，同时还需要确保数据服务层和客户端实现交互。天线近场测试系统主要是利用数据源插件，来封装底层API驱动或者通讯协议，基于标准函数，形成动态链接库，以实现测试的实时性。系统数据服务层的功能为插件容器，当系统运行时能够实现快速配置查找，动态的将插件放入系统构架中，或者从构架中取出，实现系统功能配置。利用TCP网络通信，实现数据服务层和客户端的信息交互，用户可以登录账号，通过身份验证后，完成界面文件下载，由客户端负责发送TCP连接请求，基于通讯协议，进而实现交互。3.4控制器设计相控阵雷达天线近场多任务测试系统控制器设计，主要包括雷控信号仿真电路、GPIB接口电路、信号转换电路与电源等。系统运行前，控制器通过GPIB接口电路，来接收系统中心的指令，记录测试所需要的频率码与波位码等，将其传送给雷控信号仿真电路，基于定时协议，实现解码与缓存。开始测试后，信号电路接收外触发信号，基于各测试点，将雷控与定时信号传送给天线，实现波位切换，同时而仿真电路能够和雷控信号、定时信号协调发出信号。最后协调控制天线测试所需要的各种信号，实现多任务测试[2]。3.3结束语相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计，需要合理设计系统架构，以及多任务测试功能、接口设计等，以确保系统能够实现多任务测试与可拓展性，提高天线测试的效率。

参考文献

[1]樊会涛,闫俊.相控阵制导技术发展现状及展望[J].航空学报,2015（09）:2807-2814.[2]金林,刘小飞,李斌,刘明罡,高晖.微波新技术在现代相控阵雷达中的应用与发展[J].微波学报,2013（Z1）:8-16.

第四篇：面向目标跟踪的滤波器设计方法的创新设计论文

战争是推动科技发展的双刃剑，目标跟踪理论就是起源于军事领域的一门科学技术，经过几十年的发展，目标跟踪技术已经不仅仅局限于军事领域，而且广泛应用到涉及国计民生的各个方面如雷达、汽车（飞机）导航、车辆跟踪、可移动设备定位、图像处理等。伴随着相应科技水平的不断进步，诸如高性能计算机的出现，基础物理硬件设施等方面的不断提升，以及社会对应需求的提高，目标跟踪在相应领域获得一定的成就，在被人们重视的同时也是国内外科研人员研究的热点，也促使其不断向前发展。目标跟踪原理与分类

目标跟踪涉及多方面的内容，主要为系统数学模型的构建、对应运动特性的滤波算法设计、信息融合、传感器数据关联等几方面。就目标跟踪领域来说，最初研究是对具有简单运动特性的目标进行跟踪的问题跟踪问题，通常是以线性运动高斯噪声为背景。系统模型根据目标运动特性分为以下两类：非机动目标跟踪和机动目标跟踪。非机动目标是指标做具有简单运动特性的直线运动，速度或速度变化率改变幅度不大，目标实际运动跟踪特性较好或者误差较小。机动目标是指目标做不规则运动，如变速运动、曲折运动甚至于无规则的运动。此时目标实际运动趋势（速度的大小和方向）变化较大，原始的基本跟踪算法，将产生一个比较大的跟踪误差甚至滤波发散，如何解决这个问题并提高机动目标的跟踪性能是国内外专家学者研究的主要方面之一。目标跟踪中经典滤波器的实现原理

目标跟踪的基本概念是在20世纪50年代由Wax在应用物理杂志上正式提出，目标跟踪研究在理论上被正式确立起来。Wiener等人提出了维纳滤波理论，且应用于二战中的火控雷达，标志着现代滤波理论的诞生。

1960年，Kalman在其博士论文中提出了卡尔曼滤波理论，首次将状态空间法引入到估计理论，分别用状态方程和量测方程描述系统的状态模型和量测模型，根据系统状态的均方误差估计得到系统状态在下一时刻的最优估计。在卡尔曼理论提出后，被推广到目标跟踪领域，引起大量专家学者通过对其研究，拓宽了目标跟踪领域的发展。然而由于算法应用条件限制，卡尔曼滤波仅适用于处理线性高斯噪声下的目标跟踪问题。为解决此类问题，扩展卡尔曼滤波通过将非线性函数在滤波值附近进行泰勒级数展开并忽略二阶以上项进行线性化，在高斯噪声背景下处理弱非线性问题具有较好的效果。但是此算法具有一个较大的问题，即许多实际问题难以得到非线性函数的雅可比矩阵，并且在强非线性或非高斯条件下滤波精度不高，致使其应用受到限制。目标跟踪中采样型非线性滤波的实现原理

针对系统非线性对滤波器的不利影响，提出了采样型非线性滤波方法，通过采样加权融合策略处理非线性问题，避免了计算复杂的雅可比矩阵过程以及由线性化导致的跟踪误差，提高了计算效率。根据其性质、原理及采样的方式的不同将滤波算法定义细化，又分为确定性采样和非确定（随机）性采样滤波器。根据采样点的位置和权重都是确定的特性，确定性采样非线性滤波器的典型实现有以下几种。

不敏卡尔曼滤波器采用卡尔曼滤波为框架，同样具有预测更新过程，引入UT变换避免了对模型进行线性化，通过采用一些确定权值的样本点来对状态向量的后验概率密度函数进行近似化，将它们的均值和方差经过加权处理，以此求出状态估计的最佳值。不敏卡尔曼滤波的计算量与扩展卡尔曼滤波相当，但是性能优于扩展卡尔曼滤波算法。

高斯-厄米特滤波器采用Gauss-Hermite数值积分的为手段，规则选取高斯点及其权值，然后这些高斯点带入系统方程进行计算，最后将它们的均值和方差根据一定的规则进行加权处理，求出相应的最优估计值。

中心差分滤波器同样是一种基于卡尔曼滤波框架下的改进算法，其引入了多项式插值拟合技术近似状态后验最优估计值。中心差分滤波在参数上和保证协方差正定性上比不敏卡尔曼滤波应用简单，但是不敏卡尔曼滤波滤波精度的提升空间及适应性要优于中心差分滤波。

然而以上所述的采样型非线性滤波算法都要受到高斯假设的限制，即系统模型背景噪声为高斯白噪声。随着计算机数据处理速度和实时处理能力的提高，Gordon等提出了粒子滤波来解决非线性和非高斯系统的最优估计问题。粒子滤波算法采用蒙特卡罗模拟实现递推贝叶斯估计，通过计算每个粒子的权值，引入重要性采样技术和重采样技术得到目标状态下一时刻的最优估计。粒子滤波在其粒子选取过程就像将大量细小粒子洒在状态值周围，粒子的位置是不确定的，而且每个粒子对应权值是互异的，我们将这类滤波器称之为非确定性采样非线性滤波器。结语

非线性滤波理论作为目标跟踪的重要组成部分，也是国内外专家研究的热点。以本文提出的算法为例探讨所需解决的问题和研究的方向：首先，研究多传感器信息融合策略，并将研究范围扩展到异质传感器、多目标、量测缺失等方面，以获得传感器量测最优估计值。其次，群智能融合算法的研究。研究群智能算法中高效的数学模型，针对非线性滤波自身存在的问题和缺点进行对应的融合，建立更加精确的系统模型。使改进和完善后的算法具有更高的系统精度。最后，非线性滤波算法之间的相互改进。针对滤波算法存在的问题，通过引用或融合其他滤波算法的部分机理来改善和提高算法的精确度和鲁棒性。

参考文献

何友，修建娟，张晶炜，等.雷达数据处理及应用.北京：电子工业出版社，2006.刘胜，张红梅.最优估计理论及其在导航中应用.科学出版社，2011.卡尔曼滤波与维纳滤波.哈尔滨工业大学出版社，2001.潘泉，杨峰，叶亮，等.一类非线性滤波器—— UKF综述.控制与决策，2005，20（5）：481-489.

第五篇：耐久性混凝土配合比设计与检测方法研究论文

摘要：

为了进一步加强混凝土的耐久性，就需要从混凝土的配合比设计着手，通过一系列的检测方法以及计算手段，充分考虑混凝土耐久性的实际影响，从而得到最佳的设计效果。

关键词：

混凝土;设计：配合比;检测方法

原有的混凝土的基本配合比已经不能够满足工程的结构强化、混凝土抗风性、抗腐蚀性等性能提升的需要了，并且国家所颁布的相应条例中也强调了混凝土配合比设计中要提升耐久性的要求，所以在混凝土配合比设计中需要进一步综合相关设计因素，比如说环境以及材料质量、使用年限等，保证其耐久性，完善混凝土的相应结构。

1.目前混凝土配合比设计在耐久性方面的体现

混凝土作为丁程建筑之中最为重要的材料，优化混凝土配合比设计能够在较大程度上实现建筑结构的强化。目前很多建筑工程因为混凝土配合比设计不能够满足耐久性的要求，造成了混凝土迅速老化、钢筋出现腐蚀以及卅锈等现象，不能够保障工程建筑物的使用安全，一旦整个建筑结构因为耐久性程度较低而结构开裂，那么会对人们造成很大的安全隐患与威胁，所以需要加强对混凝土配合比的重视程度，才能够最大程度上提升其耐久性。

2.分析影响混凝土耐久性方面配合比设计的影响因素

混凝土在配合比设计过程之中主要需要考虑以下几种因素，首先就是不同的用途要求，需要实现不同的配合比设计，来满足不同的用途要求。其次影响混凝土耐久性的重要因素就是使用的材料，具有耐久性的混凝土材料通常都是一种人工符合材料，所以材料的质量也会直接影响配合比设计。还有配合比设计探究方式，检测方式都是目前混凝土耐久性方面配合比设计的影响因素，只有在明确影响因素的前提之下，才能够更加有针对性进行耐久性混凝土配合比设计的实际探究。

3.优化混凝土配合比设计提升耐久性的具体措施

3.1 提升材料的基本质量

混凝土在配合比设计之中的基础与关键是基本材料，只有从根本上提升材料的质量，才能够为优化混凝土的配合比奠定相应的基础。选用材料的基本原则除了需要适用于工程之外，最好能够最大程度上实现材料资源的合理化配置，实现就地取材的同时，也能够加强技术方面的配置，为增强整体混凝土配合比的优化，提升耐久性奠定基础。

3.2提升试验次数与试验质量

试验同时也是在优化混凝土配合比设计之中不可或缺的一环，所以在混凝土配合比设计过程之中需要遵照《普通混凝土拌合物性能试验方法》、《普通混凝土力学性能试验方法》以及相关标准等为依托进行实验，比如说在水灰比的实验过程之中，需要提升混凝土的和易性，所以需要测试W/C的自身数值，不同的数值变化可以现实处水灰比的基本性能，别说数值呈上升趋势时，水灰比比例往往较好，不仅仅能够在较大程度上提升吸水率与吸水程度，并且在一定程度上提升混凝土的基本抗压强度。所以提升试验次数与试验质量不仅仅能够为混凝土配合比设计的优化奠定相应的基础，同时也为其提供大量的设计数据，提供相应的指标，实现对于基本材料以及数值的相关计算。

以砂率的计算为例，砂浆在混凝土的配比中占有重要的位置，作为混凝土的拌合物中的重要成分，合适比例的砂浆不仅仅能够加强混凝土基本的润滑作用，同时也能够实现拌合物粘性，虽然从理论角度上进行研究发现，水量一定的同时，砂率越大而混凝土的流动程度以及润滑性能往往越高，但是在当砂率突破了一个范围或者一个值的时候，砂率增加其性能反而降低，并且出现了保水性降低等多种问题。所以实验的关键性也在于此，不仅仅需要通过试验找到砂率的最优值，同时也能够从科学理论的角度找出砂率的应用范围，从而能够明确砂率的应用特点，以此实现混凝土配比的优化设计。

另外从主体原料与试验方法角度上进行分析，也可以通过更换不同的主体材料，来测试混凝土的配合比上能否提升其相应的耐久性，比如说自由水灰比、这样能够通过实验水与水泥的比例，来加强其配合比的设计，测试不同骨料的吸收能力，还可以通过正交实验法等，实现优化设计，计算吸水率与吸水量，从而提升实验质量。所以在优化混凝土配合比的过程之中，其关键与核心还是试验进行的结果与所获取的数据，只有加强了实验与理论性的研究，才能够更好地进行混凝土配合比的良好设计。

3.3注重混凝土配合比设计参数的有效运用

事实上影响混凝土耐久性的因素不仅仅有环境因素、内部结构因素还有施工因素等综合作用，但是在配合比的设计过程之中仍然需要加强对于配比设计参数的分析与了解。所以整体能够加强混凝土耐久性的实际因素包括水胶比，掺合料的相应种类及数量，以及相关的用水量等，丰富实验设计方式，加强体积模型的相应建立，充分考虑混凝土配合比设计之中的多种因素，实现参数设计的联系性。

在研究混凝与的水胶比与强度还有氯离子的扩散系数关系时，也需要加强设计参数的有效运用，往往氯离子扩大系数大于一千的同时，饱盐混凝土电导率也会大于两千，基本渗透性评价较高，在这一混凝土中其水胶比的基本参数保持在零点六零及以上，其强度也能够保持在三十及以下。所以合理进行混凝土配合比设计参数的有效运用，能够实现对于相关材料扩散系数应用和试验结果应用的有效深化。

4.结语

在混凝土配合比设计上，耐久性一直是设计过程之中所追求的主要发展目标，除了要认识耐久性提升的重要意义之外也需要加强实验与理论方面的相应研究，比如说提升试验次数与试验数量、注重混凝土配合比设计参数的有效运用以及提升材料的基本质量等，才能够从根本上促进混凝土配合比的发

参考文献

[1]王龙志，路林海，崔鑫，郭伟，王桂玲.清水混凝土制备技术研究，混凝土与水泥制品，2016(12):27-31.