基于时间反演的多目标信号自适应配对方法_冯菊75
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基于时间反演的多目标信号自适应配对方法_冯菊75
第13卷第30期71―181；科学技术与工程；ScienceTechnologyandEngi；Vol.13No.30Oct．；通信技术；基于时间反演的多目标信号自适应配对方法；（西南交通大学电磁场与微波技术研究所，成都610；摘要信号配对是多目标无源探测需要解决的首要问题，；从而产生虚假目标；在时域和空域上对干扰信号进
第13卷第30期71―）30-9057-04科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.13No.30Oct．Sci.Tech.Engrg.通信技术基于时间反演的多目标信号自适应配对方法冯菊廖成张扬（西南交通大学电磁场与微波技术研究所，成都610031）摘要信号配对是多目标无源探测需要解决的首要问题，若目标辐射信号具有相同特征，采用传统的信号分类配对方法难从而产生虚假目标。提出了一种基于时间反演的多目标信号自适应配对方法，通过收发信道的匹配滤波以实现有效的配对，在时域和空域上对干扰信号进行滤除，使目标信号在探测空间中自适应地形成时空聚焦区域，并在焦点处反演出目标特性，自适应地实现了接收信号的配对。仿真结果验证了本方法的正确性和实用性。辐射波形，关键词无源探测信号配对时间反演文献标志码A中图法分类号TN911．23；无源探测系统自身不发射电磁波，通过接收目标的主动辐射波或由被照射目标的回波实现定位可避和跟踪。因此难以被敌方的侦察系统所发现，免反辐射导弹的攻击，具有很强的生存能力，在当今战争环境下，有着重要的地位和作用［1，2］自适应地实现信号配对，可以有效地解决复杂电磁环境中相似信号配对的问题。11.1时间反演技术时间反演原理时间反演法是指阵列接收到目标源发射的时。该系在探测区域存在多目标统一般采用多站协同工作，的条件下，信号配对的问题成为了无源探测首先要解决的关键问题。传统的配对方法利用脉冲重频、幅度、脉宽等参数对信号进行分选，然后采用信号直方图法或动态关联法等，实现信号去交错技术、配对［1―7］域信号后，将其进行时间反演，再将其通过相应的阵列天线发射出去，即先入后出、后入先出，时间反演波将自适应地在时域和空域聚焦。这种接收、处理和发射信号的阵列称为时间反演镜（timereversalmirror，TＲM）。图1所示框图说明了时间反演技术执行的步骤及原理。。但当探测环境中存在多个相似源，具有相同的脉冲特征，采用上述方法进行处理，难以实容易产生虚假目标。现有效配对，时间反演技术是一种自适应的时-空聚焦技术［8］，在没有信号波形先验知识的情况下，如果将接收信号进行时间反演，在虚拟环境中重新发射，各路反演波会自适应地在目标所在位置聚焦，并在时域上以反演波的形式重建。该技术利用了时间反演电磁波在时域和空域上的双重匹配滤波特性，图1日收到，6月9日修改国家自然科学基金-中物院联合基金项目（）、高功率微波技术重点LHWJJ．006）资助实验室基金（2012-第一作者简介：冯菊（1979―），四川人，讲师，博士研究生。研究mail：fengju_fj@163．com。方向：时间反演电磁波。E-时间反演镜自适应聚焦原理框图（1）TＲM阵列接收源信号。设在空间r0处存在一信源，其辐射波形为z（t）。该信号被TＲM阵列接收并记录，第m个阵元所接收的信号为sm（t）=z（t）h0m（t）（1）9058科学技术与工程13卷h0m（t）=A0mδ（t－t0m）为自由空间中源与式（1）中，第m个阵元之间的冲激响应。（2）TＲM阵列采集信号并进行时间反演及重发。各阵元将采集的信号进行时间反演处理，即在时间轴上进行反转，得到时间反演信号sm（－t）。（3）反演波的接收。在探测应用中，（1）、（2）步骤是实际的物理过程，而（3）步骤往往采用计算虚拟传播环境及发射过机仿真对信号进行处理，程。所有的阵列单元同时将其接收处理的时间反在虚拟的探测空间中任意一演信号重新发射回去，点r所接收的信号为M2基于时间反演的信号配对技术当探测空间有N个目标存在时，其辐射的信号2，…，N），tpn是其峰值出现时为zn（t－tpn）（n=1，2，…，N）。来波方向为θn（n=1，采用M阵元的间，均匀直线阵进行接收，阵元间距为d。经过时间反演步骤得到的反演波为MNzr（t）=∑∑zn（m=1n=1hmr（t）=tp）δnmδmr－t+tp）hnm（－t）MN∑∑AnmAmrzn（m=1n=1－t+（6）zr（t）=sm（∑m=1M－t）hmr（t）=（2）式（6）中δmiδmr=δ（－t+mdsinθn）δ（t－mdsinθr）。当r=n时，第n个目标的收发信道匹配，滤除在θn方向实现了其他信号zm（t）（m≠n）的干扰，Mz（∑m=1间的冲激响应。1.2－t）h0m（－t）hmr（t）hmr（t）=Amrδ（t－tmr）为阵元m与空间任意点r之时间反演的时空聚焦特性根据电磁场的互易定理可知，在线性空间中，阵元与空间接收点之间的冲激响应满足hmr（t）=hrm（t）因此式（2）可写为M聚焦，并反演出只与zn（t）有关的信号NA2∑nmznm=1×（－t+tp），与其他方向的信号无关。可见，通过时空聚焦的方式实现了信号的自适应配对。（3）33.1仿真验证模型设置TＲM阵列由7元全系统仿真采用Matlab软件，zr（t）=z（－t）hm0（∑m=1－t）hmr（t）（4）由式（4）可知，当波传播至目标点位置时r=r0，接收和发射信道响应相同M向天线构成，单元间距为3m。探测空间中有3个30°和45°，目标，来波方向分别为0°、均辐射脉冲宽度为4ns的单极高斯脉冲，脉冲峰值出现时间如图2所示，图2为归一化波形图。3.2时间反演自适应配对TＲM阵列接收的信号混入了高斯白噪声，其中TＲM1和TＲM2天线所接收的信号如图3所示，可见脉冲特征基本一致，且存在相互重叠掩盖的现象，难以采用传统方法分类配对。利用阵列接收的数据，对其进行时间反演操在虚拟的探测空间中重新发射，时间反演波的作，脉冲序列将会自适应地配对，在波达时间-角度联合估值空间中形成聚焦点（如图4）。由于本文中时间反演操作采用t=0ns时刻为对称翻转点，所以在仿空间中脉冲峰值出现时间为负值。真的探测时间-图4中出现了5个时-空聚焦点，分别代表5个z0（t）=z（－t）A0mδ（∑m=12－t+t0m）A0mδ（t－t0m）=（5）z（－t）MA0m式（5）表明，反演的电磁波传播至目标源所在位置r0时，因收发信道匹配，可得到最大的信号幅度MA，表明阵列辐射的时反波经过多途信道到达目标所在位置时，能量被综合叠加形成聚焦，在聚焦点输出的波形为信源的时反波形z（－t）。若目标信则时反波的峰值只会出现在号在t0时刻达到峰值，－t0时刻。即时间反演波只会在特定时刻出现峰值，在时间域上聚焦。综上所述，时间反演技术具有自适应时-空聚焦在焦点上可反演出目标信号波形。的特点，20m30期冯等：基于时间反演的多目标信号自适应配对方法菊，9059图2信源辐射信号图4反演波的时-空峰值分布图图5图3TＲM阵元的接收信号信号的波达角估计图6所示，图中出现了3个脉冲峰值，时间分别为－20ns，－80ns，－120ns，与图2所设定的0号信源的脉冲峰值出现时间关于t=0ns对称。说明反演波能够在信源脉冲峰值出现的对称时刻重构峰值，形成时间上的聚焦现象。反演波中还存在着噪声，以及其他信源的干扰波，但结合图4可发现杂波峰值所对应的焦点由少于7条（7元阵列）轨迹曲线交叉形成，因此可判定为伪峰，通过滤波器可消除干45°亦可采用相同的方法自适应地时空扰。在30°、聚焦，实现波形配对。高斯脉冲峰值在波达时间-角度联合估值空间中的每个焦点由7条轨迹曲线分布情况。由图4可见，交叉形成，代表7单元阵列辐射的时间反演波的峰值轨迹在特定的时间和角度相干叠加，亦即脉冲序列在特定的时-空条件下自适应配对，形成了高峰值幅度的合成脉冲。根据时间反演算法得到的空间谱和波达时间曲线如图5所示。图中的曲线能清晰地分辨信号30°和45°，源，其来波方向分别为0°、和设定条件一致，表明该方法具有良好的空间聚焦特性。选定0°来波方向，可提取出时间反演波形，如9060科学技术与工程13卷提取聚焦点时域波形即可反演出目标辐射波聚焦，形。经仿真计算验证，该方法在多目标相似源探测中可准确地对信号进行配对。参1234杨考文献林，孙仲康，周一宇，等．信号互相关实现密集信号脉冲配1999；（03）：52―55对．电子学报，任文娟，胡东辉，丁赤飚．一种新的利用时差相关性的时差分选2011；（06）：89―96配对方法．西安电子科技大学学报，李毅，关德新，秦洪新．基于均匀圆阵的多信号多参量估计中渝．时差定位中的高重频信号脉冲配对方法研究．2004；（10）：的参数配对问题．电子与信息学报，徐振鲁，刘2010；（06）：42―44，55航天电子对抗，图60°方位角的反演信号5678周云钟，陈天麒．多信号极化与到达角估计算法．电波科学学报，1997；（02）：220―224，232李南君，顾建峰，魏程肖，周剑雄，付平．基于伪数据矩阵的二维自动配对角度强，等．基于数据矩阵奇异值分解的免配对峰，等．自适应干扰抵消应用于二元阵时间4结论本文针对无源探测中相似信号难以配对的问2009；（03）：482―487估计方法．电波科学学报，2010；（06）：904―910二维谐波信号参数估计算法．信号处理，马敬广，彭会斌，李2009；（01）：28―31反转镜定位研究．系统仿真学报，题，提出了一种基于时间反演的自适应配对的方法。通过对接收回波进行时间反演处理并虚拟发射，实现反演波脉冲峰值在时间和空间上的自适应AnAdaptiveSignalsPairingMethodofMulti-targetBasedonTimeＲeversalFENGJu，LIAOCheng，ZHANGYang（InstituteofElectromagnetics，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，P．Ｒ．China）［Abstract］Signalspairingisthechiefproblemofmultipletargetspassivedetection，andifthesignalsradiatedfromtargetshavethesamefeatures，itisdifficulttorealizesignalspairingeffectivelyusingthetraditionalclassifica-tionandsignalspairingmethodwhicharepronetoobtainfalsetargetsimagesinthissituation．Anadaptivesignalspairingmethodwasproposedbasedontimereversal，takingtheadvantageofmatchingfiltercharacteristicsofre-ceivingandsendingchannel，filteringoutinterferingsignalsintimedomainandspatialdomain，focusingthetargetsignaladaptivelyatspecificmomentandlocationinthedetectionspace．Thetimereversalwaveformsoftargetsap-pearinthefocusingspots，andmatepairofreceivingsignals．Thesimulatedresultsprovethecorrectnessandap-plicabilityofthismethod．［Keywords］passivedetectionsignalspairingtimereversal包含各类专业文献、各类资格考试、幼儿教育、小学教育、行业资料、文学作品欣赏、应用写作文书、专业论文、基于时间反演的多目标信号自适应配对方法_冯菊75等内容。
　 在全波形反演方法发展很长一段时间内反演目标函数 ... 可以用来很好地检验 全波形反演的适应性和其对复杂...这也体现了多尺度 迭代法反演的优越性, 有效地降低... 　的传播特性及基于遗传算法的反演研究 基于遗传算法与...基于遗传算法的有向无环图研究 自适应语音情感识别...基于遗传算法的工程风险决策多目标优化研究 基于振动... 　对地下界面目标的综合表征的全波场反演和尽可能的...这 一基于多聚焦方法新方案依赖于两个参量:出射角...该方法避免了在常规全波形 反演中的数据匹配处理过程... 　Narayanan 所在的 研究小组研制了一套多波长机载偏振...激光回波信号的波形特征表现为脉冲展宽、变形、裂变等...处理实现了对地面细特性分布的反演 和对小目标检测... 　(2) 经过选择操作,适应度较高的染色体进入下 一代...图 1 地下厂房轮廓以及多点位移计的布置 Fig.1 ...参数反演估计值 E/GPa 60.12 k 1.65 目标函数... 　为目标,开展静校正技术、叠前多域去噪、叠前时间...它利用地震记录的仞至波时问, 运用射线追踪方法反演...采用自适应面波衰减技术,首先检测出面波在时间和 ... 　 基于BP神经网络的土坝渗流场反演研究_机械/仪表_...随后,感知器(Perception) 、自适应线形 神经元(...这种信号正 向传播与误差反向传播的各层权值调整过程... 　反演模型,提出遥感信息解译和目标识别 的智能化方法...星表中恒星的自动匹配方法, 快速提取与之唯一匹配的...将空间信息与地学知识组织成具 有语义的、自适应的... 下载
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为什么铁磁性意味着时间反演对称性的破缺，铁电性意味着空间反演对称性的破缺？
我最近在做有关多铁性材料的工作，在一些综述文献里总是看到这句话，但是无法理解，还请各位虫子们交流交流。
好回复自然多发金币！
铁电与铁磁的对立(转) : Originally posted by zhenwuhuang at
铁电与铁磁的对立(转)&&
/hechao07@126/blog/static// 看了一下，和我平时看到的综述基本上一样，就是把这句话重复了一遍，求一个更基础更透彻的回答。 : Originally posted by userhung at
帮顶，blessing, blessing, blessing ! ~~~ :tiger28::tiger28::tiger28: 前辈对这个问题有没有好的建议啊？ 发邮件请教一下作者 : Originally posted by
发邮件请教一下作者 我查了查，最开始说这句话的好像是朗道。
国内做铁电的几个大牛写的综述都用用过这句话 外行瞎掰下
1. 外加固定磁场 相互作用是B.\sigma: 角动量在时间反演下变号，类似贴子解释了
2. 外加固定电场，把电场E看成是纯电势\phi诱导的 这样哈密顿量要多一项e\phi
& & 空间反演下固定电场不变，其相应的电势\phi要变号
3. 就像对经典带电粒子在外电磁场下运动一样 F=ma=洛伦茨力=E+v*B之类
空间反演下 外加E,B不变,体系v变号,a变号，这样纯电场时候，F不变号,ma变号，方程不再一样，故纯电破坏空间反演；& &纯磁场的话，F变号，ma变号，故纯磁不破坏空间反演
时间反演下,E,B不变，v变号,a不变，这样纯电场 F不变，ma不变，故纯电不破坏时间反演
& &纯磁场，F变号，ma不变，故纯磁破坏时间反演 : Originally posted by walk1997 at
外行瞎掰下
1. 外加固定磁场 相互作用是B.\sigma: 角动量在时间反演下变号，类似贴子解释了
2. 外加固定电场，把电场E看成是纯电势\phi诱导的 这样哈密顿量要多一项e\phi
& & 空间反演下固定电场不变，其相应的电 ... btw: 经管经典理论和量子理论的方程不一样
但是一般情况下，其对称性是一致的，
所以用经典相互作用做判断应该也还可以。
(除非有对称性反常--量子理论多了正规化条件，会导致多种对称性无法同时满足，这时要牺牲掉一种，拓扑的说法可能是另外种。-个人理解) 讲铁磁性的时间反演对称性破缺的比较多，版主可以在论坛上找。
铁电性意味着空间反演对称性的破缺：因为铁电性需要电极化P正比于r(位置)，在做空间反演变换（r-----& -r）后，电极化P-----& -P，改变符号。所以空间反演对称性破缺。
我是外行，仅供参考。
var cpro_id = 'u1216994';
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