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关键词： DMA   数字信号处理   FPGA   FFT   ILA  

摘要： 在无线电技术数字化和智能化的快速发展下，越来越多领域中的信号容易因为干扰或其他因素产生畸变频谱、跳频等突发情况。针对这一情况，该设计以实时频谱检测技术为核心，采用了基于ZYNQ系列的现场可编程门阵列（FPGA）以及ADI公司的射频芯片AD9361作为硬件框架，利用FPGA中的丰富的硬件资源完成了DMA读写模块、FFT IP核模块、功率谱计算模块等核心模块的设计，完成了实时频谱检测系统的搭建与测试，相比于普通的频谱检测系统，该系统具有实时性强、可配置性强、高灵活性和功能扩展性强等特点。最终以MATLAB仿真、ILA波形观测以及上位机实时数据比对验证了该设计的实时性、稳定性和灵活性。

摘要： 随着5G/6G、AI、大数据、云计算等技术的进步和普及,全球通信和网络数据量的增速越来越快。全球网络容量年增长率达26%,远远高于单模通信光纤的建网增速,提升现有光纤通信网传输容量迫在眉睫。同时,单芯光纤的模场面积、拉曼散射和布里渊散射非线性效应等因素都制约信号激光功率提升,将最大传输容量限制在香农极限100TBit/s量级,光纤通信发展步伐亟需突破性技术来满足现实应用需求。

关键词： 分布式光纤   微震信号   帷幕注浆   “浆-岩”组合体   采动效应  

摘要： 注浆帷幕是一项服务于矿山全生命周期的区域性防治水工程，其有效服役可以极大地降低深部采场的突涌水风险，保障深部资源的安全高效开采.毛坪铅锌矿地处扬子地块西南缘，地质构造发育，水文地质条件复杂，深部开采面临的突涌水风险较高.基于突水致灾危险源主动防控的理念，在河东矿区的北侧和南侧设计并实施了区域注浆帷幕改造工程.本文基于帷幕体光纤监测系统和矿区微震监测系统，分析了在采掘扰动应力和帷幕内外高渗透压差的联合作用下，帷幕“浆-岩”组合体的应力演化过程和损伤破裂机理.基于光纤和微震系统的监测结果，建立了注浆帷幕“浆-岩”组合体的采动渗流失稳模型和判据.光纤监测结果表明：北侧帷幕的0～140 m范围“浆-岩”组合体的稳定性较好，基本不受矿山采掘活动的扰动，但是，140～206 m范围受到了明显的剪切应力作用，是采掘扰动作用的结果；南侧帷幕的应变差和沉降量的变化较小，沉降速率随深度增加逐渐降低，受采掘工程扰动作用较小.微震监测结果表明：河东监测区的微震事件强度和频率显著高于河西监测区，并且北侧帷幕的东北方向和南侧帷幕的西侧微震事件呈局部带状分布，为帷幕体的薄弱部位，可能会诱发潜在的渗漏破坏.研究结果为矿山注浆帷幕的长期堵水有效性评价和深部防治水工程的实施提供了参考和借鉴.

关键词： 真空紫外线   辐照度   光电检测   电磁兼容   误差校正  

摘要： 由于真空紫外线辐射的微弱特性,对其进行准确测量和分析具有一定挑战性。目前真空紫外线辐射的主要检测方式有光谱检测、电离检测、粒子检测和光电检测等,其中光电检测具有光谱范围广、抗干扰能力强、波长分辨率高和检测灵敏度好等特点,而辐照度检测作为光电检测中的一种重要检测方法,能够快速地、精确地捕捉到微弱的真空紫外线辐射信号,为实现高精度的辐射检测提供了可靠的技术手段。但现有检测技术仍存在以下问题:1)检测真空紫外线辐射的同时,仍存在大量电磁辐射干扰,造成了辐射检测精度的影响;2)检测真空紫外线辐照度难度较大、成本较高。 为此,本文研究了真空紫外线辐照度高精度检测方法,主要研究内容如下: 1)真空紫外线辐照度低噪声高精度检测系统设计。以真空紫外线辐射为研究对象,本文重点介绍了提高真空紫外线辐照度检测精度的方法。通过高灵敏度紫外线传感器对紫外信号进行采集,并使用高精度运算放大器,对信号进行调理放大,保证信号的准确性。主控电路方面,选择高性能微处理器,结合硬件去耦和软件滤波,实现了系统的抗干扰设计。在完成电路设计和仿真后,绘制并制作了PCB板,验证了各模块的性能。最终,通过编写程序软件和调试,确保系统能够稳定、准确地检测真空紫外线辐照度。通过这些方法,成功开发出低噪声高精度的真空紫外线辐照度检测系统,为相关科研提供了可靠的技术支持。 2)研究真空紫外线辐照度检测系统电磁兼容方法。针对真空紫外线辐照度检测环境的干扰问题研究了一种真空电磁兼容方法。通过对真空辐射环境进行干扰分析仿真,针对外部电磁辐射干扰构建真空屏蔽体的结构并进行电磁屏蔽特性仿真,降低真空环境太阳辐射、高能带电粒子及人造无线电干扰,确保检测模块实物在电磁环境下工作的可靠性,保障电路的稳定工作。 3)研究基于相关检测的误差校正算法。针对真空紫外线辐照度检测信噪比低问题,通过目标信号特征研究了一种基于相关检测的误差校正算法。该算法将目标辐射信号与同频参考信号通过相敏检测器PSD进行正交化处理,提取淹没在噪声背景中的真空紫外线信号幅值,抑制背景噪声并提高信噪比。然后对PSD残留频差产生的相位漂移进行补偿,减少真空紫外线信号误差值。最终设计上位机软件显示真空紫外线辐照度参数和调用误差校正算法,并通过数据库存储数据,便于后续查找数据及二次开发。 实验结果表明,在不同复杂干扰环境下,本文所设计的真空紫外线辐照度检测系统功能完善、性能稳定。通过对系统检测精度验证表明,该方法能够满足真空紫外线辐照度的高精度检测需求,检测精度为0.092%。本文的研究内容为后续运用于真空紫外线辐射提供了一种检测方法。

关键词： 水声信号目标识别   极限学习自编码器   卷积神经网络  

摘要： 传统的机器学习方法在特征提取时容易受到主观经验的影响，导致对水声信号目标的识别准确率不高。而一般深度学习算法模型较复杂，通常具有训练耗时、计算复杂度高等缺点。极限学习自编码器具有很强的非线性处理能力，适合针对具有非线性特点的水声信号目标的识别，而且模型具有学习速度快，泛化能力强等显著优势。将极限学习自编码器算法应用于水声信号目标识别中，并与卷积神经网络、自编码器和极限学习机识别方法进行对比，结果表明：提出的方法对水声信号目标识别的准确率最优，且训练时间较短。

关键词： 无线传感器网络   节点定位   DV-Hop定位算法   麻雀搜索   Cat映射   动态因子  

摘要： 无线传感器网络(WSNs)通常由大量的传感器节点构成,通过多跳路由进行数据信息的传输。WSNs具备采集数据、处理信息和无线传输的能力,广泛应用于农业数据采集、工业数据监测和草原森林火灾控制等诸多领域。在实际应用中,传感器节点的位置信息十分重要,不包含位置信息的采集数据大大降低了数据的可用性。现有定位算法分为测距定位和非测距定位两大类,本文主要针对非测距定位算法中的距离向量跳数(DV-Hop)定位算法进行研究与改进,主要的工作内容有: (1)DV-Hop定位算法求解未知节点时,定位误差容易受到网络中节点分布的影响,导致节点定位误差较大,误差来源主要是在未知节点与信标节点之间测距时产生的积累误差。针对传统DV-Hop算法中的误差,采用双通信半径修正节点间跳数,以获取更准确的最小跳数;利用信标节点间估计距离与真实距离的最小均方误差对平均跳距进行修正;信标节点反向求解与未知节点的距离,并且引入加权思想,距离信标节点越近的未知节点赋予较大的权值。仿真实验表明,改进后算法可以有效减小求解未知节点的平均定位误差。 (2)智能求解算法具有较强的求解能力和求解效率,基于传统麻雀搜索算法(SSA)提出新的改进算法HSISSA。利用Cat混沌映射改进SSA算法的初始化种群;引入发现者比例动态调整机制,通过动态调节因子控制麻雀种群中发现者的比例;采用柯西高斯混合变异策略对麻雀种群中的最优个体进行变异。通过HSISSA算法对CEC测试函数进行求解验证,证明了 HSISSA算法的合理性和有效性,并且HSISSA算法具备求解速度快和稳定性高的优势。 (3)通过改进DV-Hop定位算法的估计距离与凸规划法结合建立未知节点存在的盒子区域;将求解未知节点坐标的矩阵方程转化为未知节点坐标误差的目标函数,通过HSISSA算法求解目标函数。仿真结果表明,在不规则无线电模型的影响下,本文提出的改进算法依旧可以有效降低求解未知节点的平均定位误差。