Abstract:

太赫兹表面等离激元(SPPs)是利用亚波长周期性结构在太赫兹频段模拟的具有与可见光频段表面等离激元相似的光学特性的电磁波，分为传输型和局域型2种。本文将石墨烯引入太赫兹表面等离激元结构作为动态激励源，通过外加偏压改变石墨烯的电导率，分别实现了对传输型表面等离激元的幅度、频率、相位和对局域表面等离激元共振强度的动态调控。本文方法为表面等离激元的动态调控提供了新的思路，拓宽了表面等离激元在太赫兹频段的应用。

Abstract:

雨滴的散射和吸收作用会严重增加地空链路上太赫兹波的传输损耗，降低无线通信的性能。为实现太赫兹波在地空链路上的传输应用，必须对太赫兹波在降雨环境中的传输特性进行深入研究。本文对原有的雨衰模型进行了修正，基于Mie理论，分析了降雨率的变化对地空链路上太赫兹波传输的影响，并与原有模型的计算结果进行了对比。结果表明：在整个太赫兹频段，雨衰减损耗会随降雨率的增加而增大，随频率的增加先增大后减小，且高频太赫兹波段相对0.1~1 THz频段范围的雨衰损耗更小；同时，当频率超过1 THz时，大气窗口越靠近10 THz，损耗越小，在降雨天气环境进行无线通信传输时将更具有通信优势，且频率越低，天顶角越大，模型修正前后的差异性更加明显。

Abstract:

异形曲面构件在航空、航天、船舶等领域应用广泛，其粘接质量成为影响工作安全的重要因素。太赫兹凭借其独特的物理特性，近乎是对聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)材料粘接质量进行检测的唯一手段。异形曲面构件上下表面曲率不一致，仅以上表面作为基准曲面进行路径规划时，无法对异形曲面构件粘接质量进行准确判断。对此，在下表面固定不同形状的金属片模拟粘接层中的缺陷，分别以异形曲面构件上下表面为基准曲面，采用机器人化太赫兹时域光谱检测系统进行检测。对上下表面2个基准曲面的太赫兹成像结果进行对比分析，结果表明，以下表面为基准曲面进行检测时，区域Ⅱ、Ⅲ处信号信噪比，较上表面为基准曲面检测时提高12.09 dB、10.39 dB；区域Ⅱ、Ⅲ处金属片实际检测面积与理论面积比值，较上表面为基准曲面检测时提高55.97%、80.81%，更好地满足了异形曲面构件的检测要求。这项工作将促进太赫兹成像在实践中的应用，并为相关领域的进一步研究提供支撑。

Abstract:

针对现有单星定位技术精确度不足问题，提出一种基于传播算子的卫星导航系统干扰源直接定位方法，解决现有技术无法快速有效地定位中高轨卫星干扰源的问题。对卫星接收信号建模，计算每个时刻的接收信号协方差矩阵，通过对协方差矩阵分块，计算得到传播算子，进而得到导向矢量正交投影子空间的估计；然后建立损失函数，通过搜索得到干扰源位置估计结果。理论分析和仿真结果证明，该算法在复杂度大大降低的同时，定位精确度与传统基于多重信号分类(MUSIC)的直接定位算法相当，远优于现有的测向定位技术，具有重要的工程应用价值。

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由于射线跟踪所需时间随着反射次数增加而迅速增加，反射次数的上限值对于室内射线跟踪的精确度和效率至关重要。因此，本文开展了一个基于统计分析室内场景数据的射线跟踪收敛性研究。通过统计场景中的分布特征，分析射线跟踪不同反射路径的概率，研究接收功率关于射线跟踪最大允许反射次数的收敛关系，得出最优的反射次数上限值，实现优化室内射线跟踪的效率和精确度。将本文模型收敛性与射线跟踪仿真结果的收敛性参数进行对比，在同样计算精确度下，本文模型的收敛结果与射线跟踪仿真收敛结果一致，验证了本文模型的准确性。

Abstract:

电力线载波通信面向广泛的设备对设备的数据交互和通信应用，具有免于部署，易于直连通信的优势，成为一种有效快捷的新型通信方式。但在使用中经常由于通信拥塞或电力干扰，造成各种通信故障，故需要高效的恢复机制保证数据可靠传输。本文引入多标记交换协议(MPLS)技术，设计了一种新型的电力线载波通信可区分故障恢复算法Diff_RECV，在考虑不同生存性服务质量(QoS)要求的同时，将保护恢复机制和重路径恢复机制结合，实现了区分流量保护与恢复。通过实验验证，所提出的Diff_RECV算法能够全部恢复故障业务流量，并且比扩散法有更高的恢复速度。

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电力线载波通信技术利用现有的电力传输网络进行数据传输，具有建设成本低，部署快速灵活等特点，被广泛用于局域网本地通信中。但当节点数过多或传输数据量过高时，如每个节点单独将数据传到调控中心，将会给整个通信系统带来巨大的数据量，同时降低通信效率，甚至造成通信拥塞。为降低传输数据量，节省通信传输资源，提升电力线载波接入网络的传输能力，本文提出了基于最小生成树传输路径的电力线载波通信数据融合算法。将所提算法与未使用融合算法带来的数据量进行对比，证明了所提算法的有效性。

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设计了一种基于尺寸渐变超表面的宽带高增益低剖面天线，该天线由双层超表面和一层微带缝隙组合而成。双层超表面由分别印刷在2个介质板上的尺寸渐变六边形阵列贴片组成,贴片之间存在非等距间隙。超表面单元尺寸渐变设计能够使天线产生多个邻近的谐振点，从而展宽带宽。通过改变超表面天线尺寸结构，分析天线的宽带辐射特性。为获得最佳宽带性能，采用遗传算法优化天线几何参数。制作并测试了一款边长为43.3 mm，厚度为4.853 mm的样本天线用于验证仿真结果。实测结果显示，该天线-10 dB阻抗带宽达到了54%(3.99~6.93 GHz)，最高增益达到12.05 dB，在4~6 GHz范围内增益保持在8 dB以上。该天线实现了宽频带、高增益、低剖面的特点，适用于宽带高速率无线通信的诸多领域。

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乳腺癌是全球女性发病率位居首位的恶性肿瘤，研究基于神经网络模型的乳腺癌诊断预测方法的目的是将临床与机器学习相结合，有助于医疗工作者更加快速准确地判断出患病与否，同时解决现有模型中存在的过拟合以及漏诊率和误诊率过高的问题，并提高预测模型的准确率。本文采用加州大学欧文分校(UCI)数据集，共669个样本，其中包含357个良性样本和212个恶性肿瘤样本，共计10个特征训练预测模型。将10个神经网络模型采用Adaboost方法相结合，即通过Adaboost算法组合多个弱分类器从而形成一个强分类器，最终输出一个具有更高准确率、有较强的自学习能力、自适应能力且泛化性能优良的集成预测模型。结论表明，该模型的预测准确率达到98.5507%，同时准确率(AUC)为0.9966，说明所建模型区分度较好，可以反映模型的诊断价值，且非常稳定，具有非常好的验证效果，为临床应用提供进一步的技术支持和保障。

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新一代数字电视地面广播传输演进标准(DTMB-A)是国标数字电视地面广播信号(DTMB)演进的新一代标准，具有带宽大、抗多径能力强等优点，可作为一种新型的外辐射源雷达机会照射源。本文阐述了DTMB-A信号模糊函数特性，详细分析了其帧内及帧间模糊副峰的形成机理，分析结果表明DTMB-A信号中确定性重复结构(同步信道、保护间隔等)是造成模糊副峰的主要因素。对此，提出一种基于非均匀采样的模糊副峰抑制方法。该方法具有计算复杂度低、易于并行实现等优点。仿真结果证明所提方法能够将DTMB-A模糊函数修正为理想的图钉型，验证了该方法的有效性，为基于DTMB-A信号的外辐射源雷达目标探测研究提供了方法。

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针对气体泄漏声波信号降噪的问题，提出一种集合小波包分析(WPA)与变分模态分解(VMD)相结合的降噪方法。通过小波包变换对信号的噪声进行预处理；利用VMD对去除噪声的信号进行分解，得到所有的本征模函数(IMF)分量，并根据相关系数准则判断有效IMF；最后提取有效成分并进行信号重构。对本文方法进行验证，结果表明，本文方法能够有效剔除气体泄漏信号中包含的各种噪声，降噪后信噪比为15.485 1，均方根误差为0.028，为后续信号分析减少了干扰，也为气体泄漏声波信号的特征提取与分析提供了新的思路。

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针对多模式合成孔径雷达(SAR)成像处理中存在的计算效率不足问题，提出了一种基于GPU的多模式SAR统一成像并行加速方法。为充分利用GPU的显存资源，提高算法的运算效率，利用共享内存对矩阵转置、矩阵相乘等部分进行大规模数据并行计算。实验结果表明，该算法大幅度提升了多模式SAR成像的计算效率，最高加速比达到55.62，解决了GPU显存空间利用率较低的问题。

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由于不规则复杂狭小空间微小渗漏难以测量，急需一种便于安装、痕量级测量、快速应答、精准定位的在线监测系统。本文设计了一种基于Visual Basic(VB)的泄漏在线监测系统，总节点以XC6SLX16-3CSG324I为主控芯片，子节点以STM32F103C8T6为硬件电路的主控芯片，微系统(MEMS)金属氧化物传感器Ccs811、Bmp180、Si7021构成数据采集电路。采集电路采用柔性电路技术，以适应狭小空间贴装，便于监测；被测泄露工质可以是纯粹的气体或含有某些挥发性物质的液态。实验结果表明，该系统可实现非接触式测量、快速传感、精确定位，并可测量到挥发性有机化合物(VOC)气体浓度为ppb量级，实现痕量级渗漏测量。

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针对电力物联网智能终端有限的存储、计算和通信资源，现有运行管理算法大多偏重于降低节点功耗，导致终端安全抗捕获的性能受限。为在保障电力物联网终端节点运行性能的同时提升抗物理捕获攻击能力，提出一种轻量级密钥管理方案。通过集中器节点部署增加管控中央区域，形成了一种新型的双层网格部署模型。基于新结构提出一种双阶段的密钥信息分配算法。各阶段根据各子区域节点数目设置Blom矩阵空间的安全阈值，大幅提高了电力信息网络连通性和抗捕获性能。仿真结果证明，当被捕获终端比例为5.5%时，该方案对应的通信链路失效概率较t-UKP和SPECC方案最大降低63%和68%。

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基于0.25 μm SiC衬底的GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺，根据有源器件的G_max和输出功率密度，选择末级功率器件尺寸并确定其最优阻抗；采用三级放大器，其栅宽比为1:4:16，实现高功率增益和高效率；利用等Q匹配技术，把偏置电路融入匹配电路中，实现简单、低损耗和宽带阻抗变换；借助电磁场寄生参数提取技术实现紧凑型芯片版图，尺寸为2.8 mm×2.0 mm。测试结果表明，偏置条件漏极电压U_D=28 V、U_G=-2.2 V，在2~6 GHz频率范围内，功率放大器增益大于24 dB，饱和输出功率大于43 dBm，功率附加效率大于45%，可广泛应用于电子对抗和电子围栏等领域。

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数字低压差线性稳压器由于可以在低电源电压下工作而被广泛使用。在数字低压差线性稳压器中，其利用模数转换器和积分器进行稳压操作。但是当负载出现瞬态电压变化，其稳定时间将会很长。在PI控制系统中，积分系数大的电路建立时间很短，会产生过冲，然后输出才会稳定。积分系数小的模型输出可以直接稳定，但是建立时间太长。提出了一种高速可调节电路模型，目的是利用电压传感器和时间数字转换器(TDC)，并在电路中加入2种不同积分系数的积分器。首先利用电压传感器和时间数字转换技术(TDCT)实现模数转换以得到数字信号。随后判断数字信号与基准电压，在误差很大时，控制电路选择大积分系数，输出到PI控制；误差小时，控制电路选择小的积分系数，这样可以使电路结合不同积分系数电路的优点，从而达到同时缩短电路建立时间和稳定时间的目的。

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选择有效的方案实现智能电网中的双向实时通信至关重要，电力线载波(PLC)技术提供了一种适合中国国情的低成本解决方案。介绍了OFDM PLC调制技术的优势，通过分析低压电力线通信信道输入阻抗，建立了低压电力线载波模块系统模型。并在关于电力线信道的研究基础上，设计了基于低压电力线的高速载波模块。测试结果表明，该载波模块设计方案具有较高的接收灵敏度和抗噪声能力。

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随着互联网的应用发展，用户对带宽的需求日益增大。同时，伴随着宽带接入技术的发展，终端可以同时具有多条网络链接，然而传统传输控制协议(TCP)采取单路通信，因而造成资源浪费。为此，IETF专门提出了多路径TCP(MPTCP)来实现TCP的多路传输，从而提高链路利用率和协议鲁棒性。本文对国内外MPTCP的最新研究成果进行了总结，包括MPTCP的体系结构、路由和拥塞控制等内容，可为国内研究者进一步深入研究提供参考。

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针对传统测量方法和测量仪器无法准确测量失真正弦波或非正弦信号有效值的问题，提出利用美国AD公司的真有效值检测单块集成电路AD536A测量任意高频信号真有效值的方法。从理论上说明平均值测量法测量的有效值与真有效值的区别，分析了当前有效值测量方法的缺点，设计了真有效值检测电路。实验表明，该测量方法和检测电路能实现对任意高频信号真有效值的测量。

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针对微应变片的高精密度、高线性度、高稳定度及较高增益的测量要求，采用仪用放大器AD625为核心器件，通过将精密匹配的电阻对安装于器件的恒温位置的巧妙设计，尽可能地消除电路中存在的共模电压，由于电路布局使匹配电阻的温度变化基本一致，也极大地降低了温度漂移的影响，从而获得了一种适用于微应变计测量的高性能差动放大电路，其增益的线性度达到约0.01%的水平，共模抑止比达到129 dB。

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针对目前井下人员定位系统存在的问题，提出一种基于步行者航位推算的辅助定位方法。利用低成本的惯性测量单元(IMU)和磁力计，设计稳定的姿态与航向参考系统(AHRS)，利用惯性导航的相关理论，并通过分析人员步行姿态，进行零速修正(ZUPT)，组成步行者航位推算系统，对井下人员进行实时航位推算。以实验室大楼走廊模拟井下矿道环境进行航位推算实验，实验结果表明，本方法对人员行走距离和方向做出良好的推算，能成为现有井下定位的有效补充，提高人员定位精确度。

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太赫兹光电子学的兴起推动了太赫兹波产生、传输和探测3方面理论和器件的快速发展。通过调控亚波长金属结构与太赫兹波相互作用的特异光学响应，太赫兹超材料和超表面器件已在太赫兹光束整形、导波和调制方面显示了巨大的潜力和优势，并可能推动太赫兹光源和探测器的发展。进一步发展和丰富太赫兹超材料和超表面器件，也将对太赫兹波在传感、通信和雷达等应用方面产生有益影响。本文综述了首都师范大学超材料与器件课题组近年来在太赫兹波段开展的基于超材料和超表面材料的光谱调制器件、光场调制衍射光学元件和主动光学元件的工作，介绍了超材料与器件的基本物理理论以及相应的实验研究成果，希望能够推动超材料与超表面太赫兹调制器件的发展与应用。

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因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求，激光模拟辐射电离效应方法应运而生，并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置，激光模拟方法具有许多独特优势，可为深入认识半导体器件辐射效应，开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段，其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理，归纳了激光模拟的物理基础和主要特点，总结了国内外发展的情况，深入分析了当前研究存在的问题，并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。

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针对ISO14443,ISO15693和Tag-it等多种协议，提出了一种新型的基于高级RISC微处理器(ARM)的射频识别系列通用射频卡读卡器的电路设计，并使用加密模块实现了在操作过程中对数据流的加密。介绍了系统组成、工作原理和工作流程，给出了加密电路和射频网络的详细硬件设计，对该设计结果进行了测试及分析，结果表明该电路能对有效范围内的多种类型的卡准确无误地读写和加密。

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超宽频带传输在短距离内(通常10 m范围内)利用自身的带宽优势，可以通过较低的能量(功率谱密度小于-41.3 dBm/MHz)和较大带宽(超过500 MHz)进行高速通信(100 Mb/s以上，理论上可以达到1 Gb/s)。超宽频带通信技术与多入多出技术的结合还可以进一步增加通信容量。作为超宽带通信应用中重要的一环，超宽频带天线的优化设计显得尤为重要。超宽频带天线为带宽超过500 MHz或相对带宽大于20%的宽频天线。本通信选取最具代表性的Vivaldi天线为例，通过统计优化算法对多目标任务进行优化，得到130 mm ×100 mm尺寸天线的-10 dB带宽达2.4 GHz。该设计方法对宽频带、多参数天线设计有较好的借鉴。

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介绍了太赫兹频段引信天线的优缺点与背景需求。为实现太赫兹频段引信天线工程应用，分析了介质透镜天线在太赫兹频段的工作原理及应用特点，采用H面喇叭嵌装介质透镜天线形成太赫兹频段引信天线，可以有效缩短H面喇叭天线的纵向尺寸。并利用透镜的偏焦技术形成不同波束倾角的引信天线，对不同波束倾角的太赫兹引信天线进行了仿真计算，仿真计算结果验证了该技术方案的可行性。

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高速数据采集系统是现代雷达信号处理不可缺少的重要组成部分。文章以宽带侦察接收机信号处理为应用背景，论述了一种基于带通采样的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台，控制高速模数转换器ADC08D1000，完成数据采样、传输、存储、信号处理功能，并选取高速FIFO作为存储设备，解决数据率转换问题。该系统实现了软件、硬件设计，测试结果验证了方案的可行性。

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TMS320DM642平台上实现TCP/IP通信，可为嵌入式多媒体系统的网络应用提供技术支持。分析TMS320DM642芯片功能和LWIP(轻量级网络协议)层次结构，通过LWIP的移植，实现TMS320DM642非NDK(网络开发者套件)解决方案的TCP/IP网络通信，实例验证了LWIP移植方法的有效性。

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为了提高调制器的灵活性和可扩展性，设计了一个中心频率和符号速率可调，且支持多种调制体制的高速通用数字调制器方案，并能产生中频为80 MHz，带宽为7.936 5 MHz的正交相移键控(QPSK)信号和16QAM(正交幅度调制)信号。集中论述基于软件无线电的通用调制算法、符号映射原理和高速成形滤波模块的具体实现。测试结果表明，该方案开放性好，结构简单，体积小，具有一定的实用性和通用性。

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伪码跟踪环的设计是实现非相干扩频接收机的关键环节。为了实现非相干扩频接收机的伪码跟踪，设计了能量归一化的延迟锁定跟踪环，给出了环路的实现结构及环路参数的计算方法。分析了非相干扩频的特点，指出环路设计的关键点，在此基础上阐述了码环鉴别器、环路滤波器、超前滞后码发生器的设计及实现方法，并给出一套具体的实现参数。Modelsim仿真结果及FPGA实测数据表明所设计的环路能对伪码进行精确跟踪。

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空间光调制技术广泛应用于阈值开关、高速光互连、光逻辑运算等领域，对光信号的实时快速寻址有极高的要求。与电寻址方式相比，光寻址采用并行寻址，速度快，分辨率高，具有更大的优势。但在实际应用中，如何实现快速稳定的光寻址成为空间光调制的关键。本文以ZnO薄膜作为光导层，构造光寻址液晶空间光调制器，更好地实现了对读出光光强和相位的二维空间分布的调制。

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作为一种快速精确进行超越函数运算的方法，坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现代工程实践中获得了广泛应用。本文简要介绍了该算法的基本原理，给出了具体的计算方法，并以双曲正余弦函数的求取为例，给出了CORDIC算法在FPGA中的实现方法，在集成综合环境(ISE)平台上进行了仿真。结果表明，由于采用了流水线结构，算法精度较高，实时性较好。另外，通过Matlab相应的算法进行了仿真，得出迭代次数和计算误差之间的关系曲线，有助于实际应用中选择迭代次数。

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针对传统的油田GIS系统存在的不足，包括客户机/服务器(C/S)模式运维不便，无法在线实时绘制兴趣点(POI)，不能根据区域进行分割定位等方面，提出了相应的解决方案，设计并实现了基于AJAX+JSON+HTML5组合技术的浏览器/服务器(B/S)架构油田信息查询系统。实验结果显示，POI实时绘制功能和区域分割功能提高了交互性，丰富了用户体验，满足油田应用的实际需求，为多元化网络服务的发展铺垫了道路。

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对于THz频段的检测器，当器件的尺寸远远小于检测信号的波长时，可以获得快速的响应速度，但耦合信号的能力会下降。为了提高检测器的信号耦合能力，需要借助天线收集信号。因此天线的性能直接决定着器件的响应频段及灵敏度等参数指标。六氮五铌(Nb5N6) 微测热辐射计太赫兹检测器采用平面集成天线的方式来耦合信号，平面天线通过微加工技术，经过光刻、剥离等过程，集成在基片上，Nb5N6置于平面天线的中心。针对0.32 THz的中心频率，尝试采用电容耦合信号的设计方法，提高了Nb5N6的信号耦合能力。

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为实现高频地波雷达中的多目标跟踪，有效利用多普勒量测改善系统性能，采用多假设数据关联算法的多目标跟踪系统，提出了多普勒速度优先的二重波门设置和基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的多假设算法。基于EKF的多假设算法，直接利用EKF过程中得到的参数更新观测向量方差，计算假设的概率，实现多假设数据关联。建立仿真场景，验证了二重波门设置能有效减少杂波干扰，并将基于EKF的多假设算法与独立假设下引入多普勒速度的关联算法比较，结果表明基于EKF的多假设算法在高频地波雷达这种较高杂波密度条件下效率更高，捕捉航迹和滤除虚假点迹的能力更强。

Abstract:

针对GMSK混合信号的单通道盲分离问题进行了研究。由于不能直接采用逐幸存路径处理(PSP)算法对GMSK混合信号进行分离，考虑对GMSK信号作线性近似处理，使得GMSK混合信号适用于PSP算法。该算法通过在符号序列和信道参数组成的联合空间进行最大似然估计，保留最优路径，输出符号对，从而获得分离信号。仿真结果表明，使用PSP算法对GMSK混合信号进行分离的误码率性能略优于粒子滤波算法误码率性能，但复杂度远低于粒子滤波算法。

Abstract:

针对汽车牌照的自动识别中倾斜问题，对Hough变换提出了新的用法。首先，根据灰度确定汽车图像中车牌的位置和范围，取出包含车牌的子图像；然后对子图像中的点作二级Hough变换算法，计算出子图像中主要直线的角度，该角度被认为是车牌的倾斜角度；最后，用插值旋转的方法进行校正。仿真实验验证了本文算法的有效性。

Abstract:

基于代理签名理论和前向安全签名理论，提出了一个前向安全的强代理签名方案，其安全性建立在求离散对数和模合数求平方根是困难的这两个假设的基础上。此方案同时对代理签名人和原始签名人的权益提供了保护，攻击者即使在第i时段入侵系统，也无法伪造第i时段之前的签名，因而具有较高执行效率和较强的安全性。

Abstract:

利用小波方法去噪,是小波分析应用于实际的重要方面。小波去噪的关键是如何选择阈值和如何利用阈值来处理小波系数,通过对几种去噪方法比对分析和基于MATLAB信号去噪的仿真试验,验证了小波去噪的优越性。通过对现场采集到的输油管线压力信号去噪处理,结果表明,该方法可以有效去除噪声。

Abstract:

从普遍接受的三个基本假设出发，讨论环境因子的定义和失效机理不变的约束条件，重点综述环境因子的研究现状和常用方法，并探讨引入反应论模型解决环境因子预测问题的可能途径。

Abstract:

从硬目标灵巧引信方案设计的角度出发，提出并分析了影响高G值加速度计所敏感的加速度值的几个关键因素：目标介质、着角、着速、加速度传感器安装位置、运载平台等对弹体倾彻性能的影响；在分析的基础上，对硬目标灵巧引信进行了初步的方案探讨；最后，给出了一设计实例。