Abstract:

里德堡(Rydberg)原子具有极大的极化率和电偶极矩，并对外电场十分敏感，因此可利用Rydberg原子的量子干涉效应实现微波和太赫兹场的高精确度、自校准测量，基于Rydberg原子对太赫兹波频率上转换效应可实现太赫兹波段的实时成像。本文回顾了利用Rydberg原子的电磁诱导透明效应和Autler-Townes分裂现象实现对微波和太赫兹场的高精确度探测的研究进展，以及Rydberg原子在快速太赫兹成像方面的研究。

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针对毫米波亚毫米波探测仪对准光学馈电网络的需求，基于GRASP软件设计了一套23~425 GHz 10频段准光学馈电网络。采用平面折返镜实现双层准光学馈电网络设计，有效控制系统结构包络；通过极化栅网和频率选择面(FSS)分离通道，对通道指标进行仿真分析。采用平面近场方法对准光馈电网络辐射性能进行测试，测试结果满足指标要求。

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为解决太赫兹成像分辨力低，危险品边缘模糊，无法有效对危险品进行分割的问题，提出一种基于对抗式生成网络与多头注意力机制的新型网络架构，并用于太赫兹安检图像智能分割。通过学习深层鉴别器的特征图优化生成器，获得更加真实的生成图像；引入多头注意力机制提升模型对危险品特征的识别能力。分割太赫兹安检图像的大量实验结果表明，相较于传统卷积神经网络，提出的对抗生成网络在相同深度下具有更好的泛化能力；多头注意力机制的引入强化了模型对危险品特征的学习，在未知危险品类别的情况下同样拥有较好的效果，其交并比(IOU)指标相较ResNet-50提高9.6%，相较ResNet-18提高21.3%，相较U-Net提高12.3%。本文研究有利于图像分割算法更准确、高效地处理太赫兹安检图像，有助于拓宽太赫兹智能安检系统的进一步应用。

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利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对柠檬酸锌二水合物晶体及其失水动力学进行准确、无标记检测。实验结果表明，室温下柠檬酸锌二水合物有2个明显的吸收峰：一个主峰在1.91 THz，一个次峰在1.77 THz。随着温度升高，柠檬酸锌二水合物吸收主峰强度不断减少，直至消失。根据柠檬酸锌二水合物在1.91 THz处的特征吸收峰面积在不同温度、不同加热时间的变化关系，利用阿伦尼乌斯方程得到柠檬酸锌二水合物转变成无水合物的焓变为381.13 J/g(232.6 kJ/mol)，与传统差示扫描量热法(DSC)相比测量误差为4.2%。这些结果表明，THz-TDS可以提供一种快速、有效的结晶水合物焓变检测方法。

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为更好地设计基于不同材料、不同制作工艺文物的最佳保护方案，文物保护科技人员首先需要选用最有效的无损检测方法对文物进行全面检测。太赫兹波具有光子能量低、对非金属和非极性物质有较强穿透性、可同时获得脉冲电场振幅和相位信息、较好的抗干扰能力等独特性质，使其在诸多无损检测方法中脱颖而出。本文系统综述了太赫兹技术在文物无损检测应用中的最新研究进展；阐述了不同类型文物材料的太赫兹光谱特征、太赫兹成像检测技术原理和特点；指出了太赫兹无损检测技术对不同类型文物进行无损检测的技术关键点，列举了太赫兹技术在文物科学领域最成功和最具代表性的应用实例。最后展望了太赫兹无损检测技术在文物保护领域的发展趋势。

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传统的全电子引信无源导通电阻测试均采用外接电阻测试设备或通用的导通电阻测试电路设计，与全电子引信通电工作的电气性能测试毫无关联，无法避免故障产品加电后烧毁的风险。为此提出了能对无源导通电阻和全电子引信通电工作电气性能综合诊断的系统性设计思路,设计了一种基于ARM芯片和FPGA双核架构的全自动测试控制架构和24 bit高精确度四线制无源导通电阻测试电路，对全电子引信的对外接口部分的无源导通电阻及引信加电工作特性进行全面测试。测试结果表明，该设计能够进行无源导通电阻高精确度测试及通电后工作性能的综合测试，电阻测量精确度为±0.1%。

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针对合成孔径雷达(SAR)图像目标识别问题，采用非线性相关信息熵(NCIE)进行多特征选取进而实现分类。基于混合高斯模型对SAR图像提取的各类特征进行概率建模，采用KL散度评价不同特征之间的相似度。采用非线性相关信息熵评价不同特征组合的相关性，根据最大熵值确定最优特征组合。对于选取的多类特征，基于联合稀疏表示模型进行表征和分类。利用MSTAR数据集对提出方法在标准操作条件和扩展操作条件下进行测试，结果验证了其有效性。

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辐射源威胁等级判定是电子对抗领域的重要研究课题，针对现有的不足，利用多准则分类的效用加性判别(UTADIS)法，建立了一种辐射源威胁等级判定方法。结果表明，利用UTADIS法能够准确合理地判定辐射源威胁等级，能够体现决策者偏好信息，还能更精确地估计辐射源威胁程度。该方法在性能和实用性方面具有优势，是一种新的判定途径。

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This study investigates artificial noise aided Multiuser Multiple-Input Single-Output(MU-MISO) broadcast wiretap system designs in slow fading channel environment. We adopt a beamforming technique with artificial noise to achieve secure multiuser communication and optimize system performance. To overcome the complexity of this model, a novel optimization scheme using semi-closed-form expressions and Monte Carlo method is employed to derive the relationship between transmission parameters and secure transmission performance. In this article, we detail the procedure of our new method, and conduct some heuristic simulation works. The simulation results reveal how power allocation ratio and information rate influence the multiuser system secure transmission probability and effective secrecy throughput of the multiuser system. We compare the multiuser system security and throughput performance with each user's performance, which helps us to verify the security ability of our method. Our research results extend the traditional single-user artificial noise design method to multi-user scenarios, and provide ideas for solving the optimization problem of multi-user broadcast communication.

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不等长多导体模型为电力电子系统中传输线的一种常见结构，其串扰问题关系到整个系统的正常运行。采用时域有限差分格式对传输线方程进行差分离散，并结合基尔霍夫定律，对不同多导体系统连接位置进行处理，推导出多导体传输线上电压电流迭代公式，实现了整个模型上全部电压电流的同步求解，并通过算例验证了该方法在分析电大尺寸传输线电磁干扰问题时的有效性。

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在信号处理中抑制水体传输中带来的后向散射噪声，是水下脉冲激光探测的关键技术之一。基于同一水域相邻2次探测后向散射的相关性，提出一种改进的归一化最小均方（NLMS）自适应滤波算法。根据后向散射的强度和滤波后目标信号大小控制步长因子，使其对不同距离、不同强度的目标信号均能取得良好的滤波效果。通过计算机仿真和水池实验对算法进行验证，结果表明，对不同距离、不同反射强度的目标，该滤波器算法均能以较低的阶数有效滤除后向散射噪声，保留目标回波信号。与现有的自适应滤波方法相比，大大减少了滤波所需的计算资源，在水下脉冲激光探测系统上具有一定的应用价值。

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为解决较多图像匹配算法主要通过测量关键点之间的距离来实现特征匹配，忽略了图像的结构信息，使其存在较多的误匹配的问题，本文设计了方差约束耦合几何不变特性的图像匹配算法。借助于Forstner算子计算像素点的兴趣值，以检测图像的特征；计算图像的梯度信息，获取图像的方向值，并切割图像特征的圆形邻域，从而获取扇形子域；以图像的方向值为基础，通过计算扇形子域中的灰度不变矩，输出对应的特征向量；引入区域方差函数，获取图像的结构信息，将其加入至图像特征的匹配过程，以约束欧式距离的测量结果，实现图像特征匹配；最后利用匹配点间的几何不变特性，对匹配特征去伪求真，优化匹配结果。测试数据表明：相对于已有的匹配技术，在对无变换图像、缩放图像以及旋转图像匹配时，所提算法拥有更高的匹配准确度，分别达到了96.56%、95.38%和93.52%。

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针对无线传感器网络节点部署不均所导致的网络覆盖率较低问题，以无线传感器网络覆盖率最大化为目标，提出一种基于改进萤火虫算法(IFA)的网络覆盖优化方法。该方法运用佳点集方法初始化种群，提高种群的多样性，奠定全局搜索基础；利用具有非线性指数递减的变形Sigmoid函数作为惯性权重，平衡算法的全局搜索和局部开发能力；采用高斯扰动策略对个体位置扰动更新，避免算法早熟。仿真结果表明，该算法与人工鱼群算法(AFSA)、种子杂交粒子群算法(HSPSO)和混沌萤火虫算法(CGSO)相比，能有效提高网络覆盖率，使节点部署分布更均匀。

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在语义分割模型结构不变的前提下，为提升模型对图像分割的精确度，引入生成对抗网络结构用于训练语义分割模型(SS-GAN)。SS-GAN包含3个设计环节：构建全卷积网络(FCN)结构的生成模型，进行初步的图像分割；设计具备像素间高阶关系学习能力的对抗模型，提高生成模型的学习能力；加入对抗损失辅助生成模型学习，进一步促进生成网络自主学习像素间关系。在计算机视觉竞赛数据集(PASCAL VOC)和城市景观数据集(Cityscapes)上的实验结果表明，引入生成对抗网络后取得了更好的效果，2个数据集的交并比(IoU)指标分别提高了1.56%/1.17%和1.93%/1.55%。

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冬小麦是中国主要的粮食作物之一，准确及时地获取冬小麦物候信息是冬小麦长势监测和产量预估的必要条件。星载合成孔径雷达(SAR)是一种微波遥感设备，具有全天时、全天候的优势，可实现对周期性农作物物候期大范围监测。基于时间序列Sentinel-1A SAR数据，提出一种星载双极化SAR冬小麦物候期识别方法。该方法基于特征值分解和极化散射分析技术，提取不同物候期冬小麦的后向散射系数、极化熵、主导散射角等参数，实现冬小麦物候期识别。实验结果表明，物候期识别总体精确度达到79%。该方法在冬小麦生长监测方面具有实用推广价值。

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利用全球定位系统(GPS)接收到的秒脉冲(1PPS)，对常见的二级频率源温补晶振(TCXO)和相干布局囚禁(CPT)原子钟驯服开展研究。设计了硬件锁相环的驯服方案，利用时间数字转换器(TDC)测量本地分频1PPS与GPS接收机收到的1PPS时间差，实现本地信号相对GPS时间信号的锁定。锁定之后，TCXO实现了万秒稳定度为 8.5 × 10 - 12 ，驯服后3.5×10 ⁴ s的平均频率准确度提升至5倍以上。此外，深入研究了CPT原子钟的噪声模型，在Matlab上对其进行仿真，建立起频率白噪声和频率随机游走噪声在阿伦方差曲线上的对应关系，对比了平均滤波和平均滤波+卡尔曼滤波2种滤波测频方案对CPT原子钟的驯服效果，频率稳定度在5×10 ⁴ s时有一个数量级的提升。

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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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。

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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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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。

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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。