Abstract:

现有的双基合成孔径雷达(BiSAR)成像方法将场景中所有的目标简化为点目标的叠加，忽略了目标复杂的散射过程，导致成像时回波模型失配，成像结果中目标的结构信息缺失。为此，提出一种基于目标散射特征参数估计的BiSAR目标参数化成像方法。首先，基于理想点散射模型和3种典型目标散射模型建立BiSAR参数化回波模型；其次，利用粗成像结果估计位置参数，结合参数化回波模型构建局部字典矩阵实现字典降维，然后利用交替方向乘子法(ADMM)估计目标散射特征参数；最后，根据目标参数估计结果进行图像参数化重建。通过仿真数据试验，验证了所提方法的准确性和有效性，可在图像结果中增强目标结构。

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针对传统单站雷达微弱目标探测难问题，提出一种基于分布式波形分集阵雷达的目标检测和参数估计一体化算法。分布式波形分集阵雷达系统由频率分集阵(FDA)-多输入多输出(MIMO)雷达和阵元脉冲编码(EPC)-MIMO雷达构成。在白噪声背景下，对每个局部雷达站构建二元假设问题，其中，目标角度和距离信息未知。基于上述模型，在广义似然比检测(GLRT)准则下设计自适应检测器。通过坐标下降(CD)法和梯度投影算法(GPM)求解目标角度和距离信息的估计值并得到局部检测统计量；随后在融合中心通过计算多组局部检测统计量的对数和，构建用于最终检测判断的全局检测统计量。仿真实验验证，相比于单站波形分集阵雷达，分布式波形分集阵雷达提升了目标检测概率；相比于分布式相控阵雷达，分布式波形分集阵雷达显著提升了目标检测概率和参数估计性能。

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为满足条件恶劣、环境危险的陆地和海洋观测需求，提出一种面对低慢小平台的小型化、经济化的高精确度干涉微型合成孔径雷达(MiniSAR)系统设计方案。根据低慢小平台的特点及优势，对MiniSAR系统中的成像模式、参数设计、系统组成等进行了论述。同时，针对MiniSAR系统存在的关键技术问题进行了分析、梳理和论证。本文研究成果为系统研制提供一定的理论基础和技术支持，同时为轻量化、低功耗MiniSAR设计提供有益参考。

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随着北斗导航系统的应用完善，外辐射源雷达(PR)获得了全天时、全天候和广域覆盖的机会信号源，在海面监测领域具有巨大的应用价值，但极低的信噪比条件和非线性时-空变结构，导致传统雷达定位与跟踪方法难以有效适用。本文提出一种融合多卫星辐射源的海面目标联合定位与跟踪(JLT)方法，通过长时间积累将各卫星回波能量聚焦至双基距离差-多普勒质心-多普勒调频率(DBR-DC-DFR)域，利用同一目标在不同卫星照射下的DFR一致性特征，将多基积累结果联合投影至 X- Y- V _r域进行非相干融合，从而实现初始定位和速度估计。然后，针对外辐射源雷达的非线性量测模型，采用粒子滤波(PF)联合多卫星实现运动目标的精确跟踪。仿真实验验证了该方法能提高目标的状态估计性能，并有效降低目标轨迹误差。

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利用毫米波雷达进行手势识别具有非接触、检测精确度高、不侵犯用户隐私、环境适应性好等优点，在工业人机交互、智能家居等场景具有广泛的应用。但现有毫米波雷达动态手势识别方法存在模型复杂度高，计算成本大，以及识别准确率低、推理速度慢等问题。为此，本文提出基于改进的轻量级MobileViT网络的手势识别方法，在保持高识别准确度的同时降低计算复杂度，以满足嵌入式设备的部署需求。首先，采集动态手势动作的毫米波雷达回波信息，消除设备噪声和背景干扰后，重组数据为采样点数×脉冲数×帧数三维数据矩阵；利用傅里叶变换生成手势动作的距离-时间图像和多普勒-时间图像，将特征图输入到改进后的MobileViT网络模型中进行特征提取和融合，输出手势动作识别结果。实验结果表明，所构建的MobileViT模型参数空间复杂度降低到0.167 M，计算复杂度为0.253 GFLOPs；该方法在12种手势类型的数据集中进行验证，识别准确率为99.31%，证明了该方法的有效性。

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为进一步挖掘分布式频率分集阵雷达空间分集与波形分集双重优势，提出一种基于最大块改进-优化最大化(MBI-MM)的分布式频率分集阵雷达收发参数联合优化方法。该方法通过联合设计各雷达站发射频偏和接收滤波器来提升雷达系统的探测性能。首先构造杂波背景下目标输出信干噪比(SINR)最大优化函数，并施加关于频偏与接收滤波器的约束；进一步，将原问题分解为2个独立变量子问题进行轮替求解；最后，通过MBI方法迭代更新2个子问题优化解直至目标函数收敛。仿真验证了通过联合优化频偏与接收滤波器能够显著提升杂波背景下目标输出的SINR。其中，仅频偏优化目标输出SINR相比于仅接收滤波器优化提升5.7 dB；经过收发参数联合优化目标输出SINR相比于仅优化接收滤波器能够提升7.2 dB，相比于仅进行频偏的优化可进一步提升1.5 dB。本文方法提高了复杂背景下雷达对特定区域的目标探测性能。

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太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)是基于子带间电子跃迁的半导体器件，具有体积小、轻便、易集成、频率可调和能量转换效率高的特点，是目前研究的热点之一。目前THz QCL还没有出现满足需求的高性能器件，电子输运是突破这一瓶颈的重要途径。本文针对THz QCL电子输运方面的研究进展进行了梳理，首先，讨论了各种散射对THz QCL性能的影响；其次，介绍了通过有源区优化设计提高QCL工作温度的方法；最后，对THz QCL电子输运方面的研究进行了展望。该结果对THz QCL性能提升以及应用具有一定的参考意义。

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材料的介电检测对于准确评估其太赫兹电磁波特性及确保其在相关应用中的有效性至关重要。本文基于被测材料(MUT)自谐振特性提出一种结合电子法太赫兹技术与波导开口反射的材料介电特性测试方法。利用时域有限差分(FDTD)电磁场数值分析方法，明确在矩形波导口MUT发生自身谐振的电磁过程及影响因素；然后通过波导反射系数获得对MUT介电特性的表征关系；基于材料自谐振的频率偏移，在单晶硅片上开槽、刻蚀通道，并与聚二甲基硅氧烷(PDMS)键合，测量通道内液体的介电特性；最后，依据仿真规律在实验室搭建以单晶硅片为MUT的测试系统，验证了仿真结果的可靠性以及所提出材料介电测试方法的可行性。

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为获取闪电通道内部的微观特征，本文研制了一套双波段雷电光学观测系统。该系统主要由信号捕捉模块、信号接收调理模块、信号采集模块和供电模块组成，并通过标准光源对系统的传输系数进行校准。系统可直接测量不同波长光信号的时域全波形，并可以通过相对谱线强度分析通道的温度和电导率等信息。基于间隙放电与雷电放电的相似性，采用研制的系统对间隙放电通道进行观测，计算间隙放电通道的温度和电导率。实验结果表明，间隙放电通道温度变化范围为5 400~5 980 K，电导率变化范围为10.93~28.53 S/m。

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在紧缩场静区相位性能检测过程中，为获得场地真实的性能，需消除检测系统对测量结果的影响。研究表明，检测相位误差由扫描架安装偏移和检测平面偏移产生，且呈现一定的规律。本文利用静区不同剖面的相位测量结果，计算得到扫描架的安装偏移和检测平面的偏移，并进行修正补偿，消除了检测系统测量轨迹偏离理想路径带来的影响。该方法简单、可靠，能够获取真实有效的检测结果，已用于紧缩场静区性能检测。

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高频地波雷达(HFSWR)工作波段的电磁环境极其复杂，包含无线电干扰、海杂波和电离层杂波在内的噪声会严重影响船只目标识别准确度。为解决这个问题，本文提出一种改进的前馈去噪卷积神经网络(DnCNN)抑制HFSWR海洋回波信号中的噪声。根据HFSWR海洋回波信号中噪声的特点，从图像块(patch)大小、卷积核大小、网络深度等方面对原始DnCNN进行修改，使其适合HFSWR去噪任务。基于HFSWR海试数据生成了包含10 000对距离-多普勒(RD)谱的数据集，并将其平均划分为训练集和测试集。对测试集中3组RD谱(分别以海杂波、射频干扰和电离层杂波为主要噪声)的去噪结果分析表明，改进DnCNN模型在噪声抑制和船只目标信号幅度方面保持性能上均显著优于原始DnCNN。此外，对整个测试集的统计结果显示，改进DnCNN去噪指标峰值信噪比平均为44.13 dB，显著高于原始DnCNN的35.58 dB。综上所述，改进DnCNN在抑制HFSWR海洋回波噪声的同时很好地保持了船只目标信号的幅值。

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针对多天线联合接收算法在低信噪比条件下存在计算复杂度较高，并且合成增益低的问题，提出一种基于时频相位差补偿的多天线联合信号接收合成算法。该算法在互模糊函数(CAF)和相位差估计的压力耦合方程组的半隐式算法(SIMPLE)基础上，采用纠偏后再加权的合成方法，有效降低信号处理设备计算复杂度。仿真和实验结果表明，对存在时频相位差的双通道信号进行仿真分析，可实现补偿后的信号完全对齐，验证了算法的可行性；在信噪比为7 dB和9 dB的实验条件下，测试信号接收增益提升约2.76 dB，联合信号接收增益达到理论值的92%，满足合成后的天线高增益，大幅度提高对微弱信号的接收能力，为深空极弱信号的接收提供一种新的解决方案。

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为准确监测丙烷脱氢装置电气故障，提出基于多通道声音信号去噪的噪音超标自动化监测技术。通过高级精简指令集机器(ARM)的噪音超标检测技术，实时检测丙烷脱氢装置的噪声情况，并采用多通道采集技术采集声音信号；利用信息融合辅助改进集合经验模态分解(EEMD)方法，进行多通道信号去噪；采用小波包法提取声音信号特征，并进行归一化处理；利用多通道卷积神经网络(CNN)构建丙烷脱氢装置电气故障监测模型，监测丙烷脱氢装置电气故障。实验结果表明，该技术可有效监测丙烷脱氢装置电气噪声并进行去噪，自动监测准确率提升到0.8以上。

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针对不同水平噪声下过压保护设备故障难以识别，故障细节信息与设备颜色信息难以区分的问题，研究了基于红外成像及支持向量机(SVM)的过压保护设备故障自动化识别方法。使用红外成像技术，生成过压保护设备红外热图像，采用基于多尺度Retinex的过压保护设备红外热图像增强方法；运用基于小波变换的过压保护设备故障特征提取方法，获得过压保护设备故障特征；利用二叉树算法优化SVM得到SVM二叉树分类模型，通过模型训练与求解实现过压保护设备故障自动化识别。实验结果表明：增强后的过压保护设备图像的细节信息与颜色信息保持较好，峰值信噪比增加50 dB以上；提取的过压保护设备故障特征具有良好的可分性；不同水平噪声下的过压保护设备故障自动化识别匹配度始终高于96%，可准确识别过压保护设备故障。

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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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。

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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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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:

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。

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盲信号分离是近几年才发展起来，用于解决从混合观测数据中分离源信号的一门新技术，已在许多领域获得了广泛应用。本文介绍了盲分离的主要理论和两大类实现方法——独立分量分析和非线性主分量分析，并在此基础上介绍了实现盲信号分离的不同算法、在非线性混合情况下的算法以及盲信号分离将来的发展方向。