当期目录

2010年 第23卷 第3期 刊出日期：2010-03-15

  

论文

布拉格声光衍射场光强空间分布不均匀的研究

刘唤唤, 曾晓东, 程寅, 傅超

2010, 23(3):  1. 

摘要 ( 1755 )   PDF (514KB) ( 2524 )  

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从波动方程出发,结合声光移频器的工作原理,根据声光晶体的有限尺寸,建立声场模型,推导出布拉格声光作用的耦合波方程。有限差分方法分析衍射场光强的空间三维分布。结果表明,声场振幅的不均匀分布会影响声光衍射场的光强分布。

基于局部结构张量的红外图像背景抑制

胡惠玲, 秦翰林, 拜丽萍, 周慧鑫

2010, 23(3):  4. 

摘要 ( 2429 )   PDF (409KB) ( 2534 )  

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文中将局部结构张量与双边滤波相结合,提出了一种基于局部结构张量的红外图像结构化背景抑制算法。该算法采用局部结构张量的标准差作为双边滤波的执行判定,并利用双边滤波加权系数实现背景估计,从而实现结构化背景抑制和目标信息增强。实验结果显示,与二维最小均方滤波和偏微分方程算法相比,该算法对含有弱小目标的复杂背景具有良好抑制效果。

飞秒激光触发光电导天线产生太赫兹波的研究

肖健, 高爱华

2010, 23(3):  7. 

摘要 ( 1662 )   PDF (461KB) ( 2373 )  

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研究了光电导天线产生太赫兹波的辐射特性,利用麦克斯韦方程及其边界条件,计算了近远场的电场强度;采用电磁波时域有限差分方法（FDTD）,在Matlab系统软件中,用C语言编写程序计算光电导偶极天线的辐射太赫兹波的空间电磁场分布,并在计算机上以伪彩色图形显示,这种电磁场的可视化结果为天线的设计和改进提供了直观的物理依据。

随机相位波动对激光相干合成的影响

连天虹, 王石语, 过振, 李兵斌

2010, 23(3):  10. 

摘要 ( 1978 )   PDF (588KB) ( 1819 )  

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以正六边形排列的高斯光束为模型,计算了相干合成光强,分析了随机相位波动对合成光强的影响,并研究了合成光束的传输特性。结果表明,随机相位波动是影响合成光强及合成光束传输特性的主要因素,当随机相位波动均方差>20时,相干合成过渡到了非相干合成。

基于TWAIN标准的文字图像采集方法研究

张少辉, 黄襄念, 潘祥, 刘琴

2010, 23(3):  14. 

摘要 ( 1852 )   PDF (330KB) ( 1778 )  

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在文字识别过程中,文字图像采集是重要的一步,为了能够高效、高质量地从外接物理设备采集图像并直接进行处理,文中介绍了TWAIN的基本原理和工作过程,说明了TWAIN的应用前景及TWAIN开发扫描仪驱动程序的优势,并基于TWAIN运用VC++实现了在扫描仪上对文字采集的应用。实验结果表明,应用TWAIN标准所开发的程序能够达到设计的要求。

WIMAX系统中可配置FFT/IFFT的设计与实现

刘德福, 雷天民, 马卓

2010, 23(3):  17. 

摘要 ( 2169 )   PDF (403KB) ( 2142 )  

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针对WIMAX系统中变长子载波的特点,通过采用流水线乒乓结构,以基2、基4混合基实现了高速可配置的FFT/IFFT。将不同点数的FFT旋转因子统一存储,同时对RAM单元进行优化,节约了存储空间;此外对基4蝶形单元进行优化,减少了加法和乘法运算单元。仿真和综合结果表明,设计满足了WIMAX高速系统中不同带宽下FFT/IFFT的要求。

基于DSP的任意长度伪随机序列产生方法

杜云峰, 李明

2010, 23(3):  20. 

摘要 ( 2196 )   PDF (379KB) ( 4141 )  

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在实际应用中,直接利用DSP产生任意长度伪随机序列的方法,可以为系统设计和测试带来便利。文中基于线性同余算法,结合Analo Gdevices公司DSP芯片TigerSHARC20XS的运算结构,设计出一种利用寻址递减长度序列,从而产生具有遍历性的任意长度伪随机序列的方法。通过对比,说明此方法成功解决了传统方法中,利用DSP的反馈位移寄存器只能产生2n(1≤n≤32)长度伪随机序列的问题,在生成序列的任意长度方面具有一定创新性,对通信传输和雷达变频抗干扰具有一定的参考价值。

基于CIS与ARM9的条码图像采集系统

夏振春, 丁万山

2010, 23(3):  23. 

摘要 ( 2509 )   PDF (580KB) ( 2576 )  

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介绍了一种基于接触式图像传感器（Contact Image Sensor,CIS）的条码图像采集系统,实现了图像分辨率的动态可调。系统采用CIS实现行扫描,配合光电旋转编码器及减速电机组成的运动平台完成整幅图像数据的采集。可根据条码尺寸大小动态调整扫描长度,从而减少了大量无用信息的采集。该系统可广泛应用于二维条码识别、纸币序列号识别等各种对图像细节比较苛刻的场合,能够较大地提高识别效率。

基于FPGA实现扩频码的捕获

纪捷先

2010, 23(3):  26. 

摘要 ( 2668 )   PDF (548KB) ( 2640 )  

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通过对伪码捕获原理进行分析以及对各种捕获方法进行比较,确定一种性能好、易实现的串并混合搜索捕获方案。并给出了一个在实际系统中成功应用的捕获电路,用Modelsim对伪码捕获电路部分模块的性能进行了仿真。

基于FPGA的数据采集板设计与实现

丁海锋, 张志强, 赵前晟, 倪涛

2010, 23(3):  30. 

摘要 ( 2464 )   PDF (797KB) ( 3111 )  

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数据采集板作为雷达信号处理系统中的接收前端,必须面对越来越高的要求,为后续信号处理提供可靠的保证。将数据采集板独立设计提高了通用性,降低了系统的研制时间,因此成为雷达信号处理系统设计的发展趋势。采用ADC和FPGA设计了基于CPCI总线的数据采集板,实现了8路信号同时中频采样及处理,并已应用于雷达系统中。

机器人语音控制系统的设计与实现

李家旺

2010, 23(3):  34. 

摘要 ( 1685 )   PDF (715KB) ( 1481 )  

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结合语音识别技术,描述了在局域网环境下,服务器端和客户端的通信,通过麦克风控制远端机器人手臂做出各种动作。实验验证了语音远程控制智能机器人运动的准确性和实时性。

基于OGRE的红外成像传感器典型物理效应仿真

王波, 黄曦

2010, 23(3):  36. 

摘要 ( 2128 )   PDF (1211KB) ( 2818 )  

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针对红外探测器系统引入的渐晕、空间滤波和非均匀性等物理效应,采用像素处理方法和调制传递函数对上述效应进行有效建模。根据模型,利用纹理生成器将效应对应的数组转换成纹理,在场景高速渲染阶段,利用OGRE渲染引擎中的合成器对上述纹理进行采样处理,从而实现在GPU中对上述效应进行高速渲染。

一种PCB板元器件图像的分割方法

钟伟全, 邓继忠, 贺夫昌, 钟权

2010, 23(3):  40. 

摘要 ( 1739 )   PDF (501KB) ( 1617 )  

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传统的OTSU阀值方法,能够有效检测出灰度图中谷底且双峰均明显的图像,但对于双峰明显,谷底不明显的灰度图像,OTSU阀值方法容易误判目标或者背景,不能明显地将目标与背景分隔开。针对PCB板元器件缺漏这一具体问题,提出了在背光环境下对获取到的PCB板图像,结合RGB色彩特征用OTSU阀值方法进行分割,结果优于传统的OTSU阀值方法。

消防水炮射流轨迹图像的分割与识别算法研究

陈静, 赵敏

2010, 23(3):  43. 

摘要 ( 1912 )   PDF (577KB) ( 1368 )  

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提出了一种基于改进OSTU法和区域生长相结合的消防水炮射流轨迹图像的分割与识别算法。首先对OSTU法进行改进,快速确定射流轨迹差分图像的最佳分割阈值,再用区域生长法分割得到可能的目标区域。对消防水炮喷射水流的形态特征进行了研究和分析,并以此为判据对可疑目标区域进行判断,最后识别出真正的射流轨迹。实验结果表明:该算法在不同光照条件、背景情况下,基本可以摒除干扰物,准确识别目标,且处理速度较快。

基于ARM的电子负载网络监控系统

孙梦宇, 赵敏, 吴毅杰, 顾俊俊

2010, 23(3):  46. 

摘要 ( 2496 )   PDF (552KB) ( 2193 )  

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设计了一种基于ARM的电子负载网络监控系统。给出了以三星S3C2440为核心的嵌入式系统硬件结构和组成,以Windows CE作为嵌入式系统软件平台,采用Embedded VC++开发了可视化的通讯控制软件,实现了RS232总线与以太网的互联。上位机采用Delphi作为开发工具设计了电子负载监控软件,实现了远程监控,多负载控制,数据采集分析等功能。

光电耦合器电离辐射损伤噪声相关性模型

林丽艳, 杜磊, 包军林, 何亮

2010, 23(3):  50. 

摘要 ( 1687 )   PDF (279KB) ( 1407 )  

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在总结光电耦合器噪声产生机制的基础上,建立光电耦合器电离辐射损伤1/f噪声相关性模型,并通过辐照实验验证了模型的正确性。该模型全面分析了光电耦合器的电离辐射损伤,为噪声参量用于光电耦合器电离辐射损伤表征提供了理论依据。

基于FPGA的通信信号数字滤波分离技术

孙杰, 冯小平, 崔玉姣

2010, 23(3):  53. 

摘要 ( 1917 )   PDF (614KB) ( 2504 )  

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以现代软件无线电信道化理论和FPGA技术为背景,围绕通信信号的数字滤波分离技术进行研究。提出了以离散傅里叶变换（DFT）实现滤波器组的数字信号滤波分离功能的方案。在具体实现DFT时,结合快速傅里叶变换（FFT）理论,以Verilog HDL语言为载体,结合现代FPGA工具——ModelSim软件,实现了高效DFT,并对其能否实现期望的功能进行了验证。

GPS接收机低噪声放大器设计

石超, 孙保华, 魏云飞, 朱铖

2010, 23(3):  56. 

摘要 ( 2125 )   PDF (449KB) ( 3264 )  

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选用噪声系数较低的Agilent E-PHEMT ATF-54143晶体管,采用集总元件网络匹配方法,设计实现了一种GPS接收机前端低噪声放大器。通过运用Agilent公司的微波软件ADS进行设计、仿真和优化,在PTFE基板上制作实现了该放大器。实测结果显示,在1 520～1 600 MHz工作频带内,噪声系数<05 dB,小信号增益>16 dB,输入驻波比<2,输出驻波比<15。

一种基于DDS技术的信号发生器研究与实现

许德志, 丁才成

2010, 23(3):  59. 

摘要 ( 2573 )   PDF (277KB) ( 3438 )  

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首先阐述了DDS技术的基本原理,在此基础上,实现了一种采用单片机AT89S52控制AD9850芯片的任意信号发生器系统。理论研究和实验结果表明,该系统可产生频率和幅值均可调的正弦波、三角波和方波,且频带宽、精度高、稳定性好。

金属器件对手机内置单极天线性能的影响

黄宏春

2010, 23(3):  62. 

摘要 ( 1402 )   PDF (324KB) ( 2232 )  

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提出一种常规的平面双频单极天线,在折叠手机闭合模式下,重点从天线的谐振频率、带宽和增益3个参数角度出发,分别研究了金属器件:扬声器、电池与该平面双频单极天线的相对位置关系,以及对天线性能的影响。并利用HFSS软件优化功能,寻找出扬声器和电池板对平面单极天线性能影响最小的位置组合关系。最后制作了实际模型,与测试验证的仿真结果基本吻合。

欠采样与ZFFT在移频信号检测中的应用

袁薇, 孙景峰, 樊文侠

2010, 23(3):  65. 

摘要 ( 2418 )   PDF (434KB) ( 2999 )  

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轨道移频信号检测需要具有相对较高的频率分辨率。在检测仪器内存和FFT计算长度有限制的情况下,为进一步获得较高的频率分辨率,则需对有用频段进行选频细化分析。文中将欠采样技术与ZOOM-FFT频谱细化技术相结合,用Matlab软件,对国产18信息轨道移频信号检测算法进行仿真验证,结果表明所提出的检测算法是可行的,并为轨道电路移频信号检测仪表的设计提供了方法依据。

中频段雷达目标的实时模拟方法研究与实现

刘朋, 王伟, 杨英科, 杨沛

2010, 23(3):  68. 

摘要 ( 1631 )   PDF (398KB) ( 1693 )  

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介绍了雷达目标实时模拟在中频实现的设计方法,讨论了雷达目标模拟系统的组成、功能以及雷达与其他分系统的关系,给出了雷达目标实时模拟应用的主要数学模型,并用实例验证了雷达目标实时模拟方法的应用效果。

基于高分辨测距原理的汽车防撞雷达

赵树田, 彭浩

2010, 23(3):  71. 

摘要 ( 1760 )   PDF (210KB) ( 2025 )  

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结合高分辨率傅里叶变换方法,对相邻汽车位置进行了精确定位测量。相比经典谱估计方法,文中所提方法在距离测量过程中避免了繁重的矩阵运算,仅通过迭代运算即可实现精确测量。由于该方法实现简单,仅为现有傅里叶变换的扩展,在车载系统中将会获得实时处理的效果,文末的仿真实验验证了该方法的有效性和实用性。

一种新的基于单元逼近的恒虚警率检测器

马健, 许蕴山

2010, 23(3):  73. 

摘要 ( 1433 )   PDF (213KB) ( 1742 )  

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基于删除平均（CM）和单元平均（CA）提出了一种新型的恒虚警率检测器,它采用CM和CA产生局部估计,再将这两个局部估计与检测单元进行比较,取逼近于检测单元的局部估计作为总的杂波功率估计。在SwerlingⅡ型目标假设和高斯杂波下,推导出它的检测概率Pd和虚警概率Pfa的解析表达式。

MIMO雷达DOA估计方法分析

王艳苹, 张志斌, 陈娟, 杨晓玉

2010, 23(3):  76. 

摘要 ( 2274 )   PDF (587KB) ( 26259 )  

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在介绍多输入多输出（MIMO:Multiple-Input Multiple-Output）雷达的信号模型的基础上,给出了一种目标波达方向（DOA:Direction of Arrival）估计方法——多信号分类（MUSIC:Multiple Signal Classification）方法在MIMO雷达系统DOA估计中的应用。与传统相控阵雷达相比,在MIMO雷达系统中该方法可以分辨的信号源数目有较大增加。通过仿真实验,详细分析了在MIMO雷达系统DOA估计中,多种因素对MUSIC方法测角精度的影响。

基于微多普勒分析的弹道目标识别技术研究

刘义峰, 李明, 杜云峰

2010, 23(3):  81. 

摘要 ( 1724 )   PDF (597KB) ( 1773 )  

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目标微动产生的微多普勒特征,通常被认为是目标独有的特征,可用于确定目标的性质,实现对目标的检测、识别与分类。文中在对微动目标微多普勒分析的基础上,建立了导弹与诱饵的数学模型,采用短时傅里叶变换的方法对回波信号进行微多普勒特征提取,仿真分析了导弹与诱饵的微多普勒特征,通过研究其时频分布特点的差异成功的识别出了真假目标,从而为弹道导弹与重诱饵的识别提供了一个新的有效方法。

ADC模数转换器有效位计算

张志强, 阮黎婷, 倪涛, 赵前晟

2010, 23(3):  84. 

摘要 ( 2486 )   PDF (197KB) ( 6445 )  

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将模拟信号转换为数字信号后再进行处理,是当前信号处理普遍使用的方法,模数转换器（ADC）就是将模拟信号转换为数字信号的器件,所以计算其有效转换位数对系统性能评估就显得尤为重要。文中结合项目工程实践,讨论了ADC有效转换位数的两种测试方法:噪声测试法和信噪比测试法,并对两种方法进行了仿真与分析。

一种新型三轴电容式加速度计的设计分析

王守明, 汪祖民

2010, 23(3):  86. 

摘要 ( 1839 )   PDF (692KB) ( 2769 )  

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设计了一种新型结构的体硅工艺梳齿电容式加速度计,该设计采用2个检测质量块,分别检测水平方向和垂直方向的加速度。x,y水平方向不对称梳齿的设计,消除了z轴对水平轴向加速度的干扰,同时z轴支撑梁的设计,解决了水平轴向对z轴的干扰。电容的差分结构有利于提高加速度计的检测性能。用Ansys仿真软件对敏感结构进行静态和模态分析,理论上验证了所提出的三轴电容式加速度计整体结构的可行性。

数字常规调幅解调器的DSP算法及实现

赵晓燕

2010, 23(3):  90. 

摘要 ( 2226 )   PDF (400KB) ( 4309 )  

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常规调幅解调器,通常是采用模拟器件实现的包络检波器,稳定性差、不易数字化。文中基于带通信号的低通等效原理,采用数字希尔伯特滤波器实现了数字包络检波器,并在CCS中实现了软件调试。其中,通过使用LinkforCCS和DSP的函数库DSPLIB缩短了程序的开发时间,提高了算法的实现效率。

Web服务的核心技术之一——SOAP协议

张仙伟, 张璟

2010, 23(3):  93. 

摘要 ( 1659 )   PDF (404KB) ( 2016 )  

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Web服务代表了新一代的软件架构模式——通过互联网架构应用软件。Web服务环境下有3种角色:服务提供者、服务请求者和服务注册表。与其对应的Web服务的3大核心技术是:SOAP,WSDL,UDDI。因此,文中介绍了Web服务的核心技术之一——SOAP协议以及对SOAP协议概述、主要内容、消息格式及工作机理和SOAP的实例。

控制在小世界网络中的仿真研究

戴余, 李俊民, 孙云平

2010, 23(3):  97. 

摘要 ( 2064 )   PDF (428KB) ( 1602 )  

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探讨和分析了NS的工作原理和仿真机制,介绍了在小世界网络下利用NS软件进行网络控制系统仿真的方法和设计实现过程。基于网络仿真软件NS的编程通用性强和功能可扩展的特点,利用NS中类C++的语言环境实现了控制系统微分方程的实时求解,最后展示了仿真研究的结果。

基于ADSP-BF533的家庭安全系统设计

李利军, 张佩, 张晓曦

2010, 23(3):  101. 

摘要 ( 1617 )   PDF (363KB) ( 1722 )  

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介绍了基于ADSP-BF533家庭安全系统设计方案,详细阐述了该系统的总体架构及各个模块的硬件电路和软件实现。本系统主要应用于家庭安全防盗领域,综合利用红外探测、GSM无线通信以及 MPEG-4视频压缩技术,实现了家庭范围内的红外探测非法入侵、GSM短信报警和现场图像采集和存储等功能。

基于移动网络的手机缴纳电费系统的设计与研究

安鑫

2010, 23(3):  104. 

摘要 ( 1439 )   PDF (468KB) ( 1807 )  

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从移动运营商目前的业务现状、手机缴纳电费业务的特点及流程出发,分析了通过移动网络实现手机缴纳电费系统的实现方式、社会效益以及项目实现后需要解决的问题。

协作分集技术研究与展望

邢天璋, 陈天, 白莹琦

2010, 23(3):  107. 

摘要 ( 2479 )   PDF (207KB) ( 2511 )  

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多输入多输出技术（MIMO）由于对天线之间的距离有要求,因此难以应用在实际的无线通信终端中。协作分集技术通过利用单天线移动终端之间的相互协作,共享彼此天线,形成一个虚拟MIMO系统,从而获得空间分集。介绍了协作分集技术的基本协议,讨论了目前的研究情况,分析了其中的一些主要方案,并探讨了今后研究中需要解决的技术问题。