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基于加权最小二乘的稀疏FIR滤波器设计方法 被引量:1
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作者 庄陵 宋诗苇 刘莹 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期84-91,共8页
大规模通信系统的发展对传统滤波器设计提出了更高的要求,稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器具有低计算复杂度与低实现成本的特点,但常规凸松弛近似设计方法会产生额外的逼近误差,稀疏性也不理想,并且求解过程复杂。针对FIR滤波器在设计中由... 大规模通信系统的发展对传统滤波器设计提出了更高的要求,稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器具有低计算复杂度与低实现成本的特点,但常规凸松弛近似设计方法会产生额外的逼近误差,稀疏性也不理想,并且求解过程复杂。针对FIR滤波器在设计中由于乘法器个数多而导致实现成本高的问题,该文提出了一种基于加权最小二乘准则的稀疏FIR滤波器设计方法。首先,根据不同范数性质对初始稀疏表示的L0范数进行替换,即对目标函数进行改进,从而在保持稀疏性的基础上,解决非凸函数难以直接求解的问题;然后,将目标问题转化为2个凸子问题差的形式,根据迭代规则构造形式更为简单的子问题,采用交替求解方法求解子问题,以进一步提高求解效率并降低求解复杂度;最后,在确定0系数的位置后,通过求解一个加权最小二乘问题来进一步减小近似误差。仿真实验结果显示:与已有的稀疏滤波器求解方法相比,所提方法能够提高FIR滤波器的系数稀疏性,降低乘法器个数,并且在稀疏性增强的情况下获得较为折中的均方根误差与最大误差,同时计算机求解时间更少,求解效率更高。 展开更多
关键词 滤波器 设计方法 有限脉冲响应 加权最小二乘
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石英基极窄带声表面波滤波器的横向模式抑制研究
2
作者 冷俊林 肖强 +6 位作者 陆川 董加和 陈文远 谢晓 金巧 杜雪松 汪红兵 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期230-233,共4页
针对通信和电子对抗系统中对极窄带SAW滤波器的需求,选用AT-石英作为压电材料设计SAW滤波器,为满足相对带宽小于1‰的要求,采用纵向耦合型双模(DMS)滤波器拓扑结构进行了优化设计。而后,研究了对AT-石英基极窄带SAW滤波器通带和高端过... 针对通信和电子对抗系统中对极窄带SAW滤波器的需求,选用AT-石英作为压电材料设计SAW滤波器,为满足相对带宽小于1‰的要求,采用纵向耦合型双模(DMS)滤波器拓扑结构进行了优化设计。而后,研究了对AT-石英基极窄带SAW滤波器通带和高端过渡带产生的横向模式杂波的抑制,采用指条电极末端加厚的Piston结构,通过有限元仿真建模优化实现了横向模式的抑制。最后通过实验对比了横向模式优化前后的测试曲线,结果表明,采用Piston结构抑制后SAW滤波器的最小插损、相对带宽和带内波纹均有明显改善。 展开更多
关键词 石英 声表面波滤波器 极窄带 纵向耦合 横向模式
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抗移频间歇采样转发干扰波形与非匹配滤波器设计方法
3
作者 周凯 李超 +3 位作者 李坤 崔新风 姚辉伟 陈冬冬 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第7期2194-2204,共11页
移频间歇采样转发干扰(shift-frequency interrupted sampling repeater jamming,SFISRJ)兼具两种干扰的优点,严重威胁雷达探测。对此,提出一种基于波形与非匹配滤波器设计的抗SFISRJ方法。兼顾干扰抑制和脉冲压缩性能,建立无约束多目... 移频间歇采样转发干扰(shift-frequency interrupted sampling repeater jamming,SFISRJ)兼具两种干扰的优点,严重威胁雷达探测。对此,提出一种基于波形与非匹配滤波器设计的抗SFISRJ方法。兼顾干扰抑制和脉冲压缩性能,建立无约束多目标联合优化模型,推导目标函数梯度,并提出基于限制内存BFGS(limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb and Shannon,L-BFGS)的联合设计算法。仿真验证了所提算法的可行性,尤其当真实目标和假目标在时域和时频域不可分离时,所提算法相较于传统方法能够取得最优抗干扰性能。 展开更多
关键词 移频间歇采样转发干扰 波形设计 非匹配滤波器 梯度下降
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基于光伏逆变器噪声源阻抗提取的EMI滤波器设计
4
作者 汪海宁 李明杰 +2 位作者 苏建徽 张鹏 张健 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期345-354,共10页
提出一种基于光伏逆变器噪声源阻抗提取的EMI滤波器的高效设计方法,建立EMI滤波器的二端口网络等效模型并分析噪声源阻抗对滤波器插入损耗的影响,利用单电感/单电容插入损耗法获取光伏逆变器共模/差模噪声源阻抗的边界,并由转折频率分... 提出一种基于光伏逆变器噪声源阻抗提取的EMI滤波器的高效设计方法,建立EMI滤波器的二端口网络等效模型并分析噪声源阻抗对滤波器插入损耗的影响,利用单电感/单电容插入损耗法获取光伏逆变器共模/差模噪声源阻抗的边界,并由转折频率分别给出光伏逆变器的交流侧、直流侧EMI滤波参数设计等式。最后对20 kW光伏逆变器的噪声源阻抗进行提取,并接入所设计的EMI滤波器,对插入损耗进行仿真测量,验证所设计EMI滤波器可有效抑制噪声干扰,从而显著提升系统的电磁兼容性。 展开更多
关键词 逆变器 电磁兼容 噪声抑制 插入损耗 噪声源阻抗 EMI滤波器
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火箭发动机试验测试系统性能优化数字滤波器
5
作者 耿卫国 王晓磊 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期31-36,68,共7页
在火箭发动机研制过程中,试验工作极为重要,而试验的主要结果是试车中所测量的大量数据,所以测量有着十分重要的意义。火箭发动机工作环境恶劣、试验费用高且试验危险性大,测点多、精度高、规模大,要求测量量程广频率宽,既要保证稳态参... 在火箭发动机研制过程中,试验工作极为重要,而试验的主要结果是试车中所测量的大量数据,所以测量有着十分重要的意义。火箭发动机工作环境恶劣、试验费用高且试验危险性大,测点多、精度高、规模大,要求测量量程广频率宽,既要保证稳态参数测量精度高,又要保证瞬态过程测量不失真,因此对测试系统也提出了特殊的要求。为满足火箭发动机试验新要求,提出火箭发动机试验测试系统性能优化数字滤波器,可在不改变原有设备硬件的基础上,根据需求,优化测试系统动态特性,满足发动机对稳态参数精度高、瞬态参数不失真的测试要求。试验验证结果表明,此方法可以明显改善火箭发动机试验测试系统的性能。 展开更多
关键词 火箭发动机 试验 测试 性能优化 数字滤波器
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融合用户兴趣边界与可学习滤波器的序列化推荐模型
6
作者 杨兴耀 刘岩松 +3 位作者 于炯 李梓杨 张少东 张君 《东北师大学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期82-89,共8页
用户交互序列不可避免的含有多种噪声,传统模型在对用户交互序列信息进行处理时常因忽略噪声问题导致用户交互序列特征提取不充分,可能导致算法难以把握用户兴趣范围,且现有推荐算法损失函数难以获取用户兴趣边界以平衡正负样本.针对以... 用户交互序列不可避免的含有多种噪声,传统模型在对用户交互序列信息进行处理时常因忽略噪声问题导致用户交互序列特征提取不充分,可能导致算法难以把握用户兴趣范围,且现有推荐算法损失函数难以获取用户兴趣边界以平衡正负样本.针对以上问题,本文提出了融合用户兴趣边界与可学习滤波器的序列化推荐模型,并使用自注意力机制提取用户交互序列特征;以用户兴趣边界充分获取用户兴趣范围,采用融合用户兴趣边界的混合损失函数,以此来缓解正负样本不平衡的问题,达到优化算法的目标.实验表明,模型较好地过滤用户序列噪声,增强注意力机制的特征提取效果,缓解正负样本不平衡的问题,通过调节正负样本得分使得模型的通用性更高. 展开更多
关键词 可学习滤波器 序列化推荐 兴趣边界 自注意力
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结合注意力机制和Gabor滤波器的人脸伪造检测
7
作者 罗维薇 岳田田 雷琴 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期27-33,共7页
针对假人脸和真实人脸纹理的显著差异,提出了一种基于纹理特征的人脸伪造检测模型.首先,以ResNet18为主干网络,结合通道注意力机制和残差网络解决网络退化的问题,并建立通道之间的联系以提取深层特征;其次,运用自相关矩阵来量化图像块... 针对假人脸和真实人脸纹理的显著差异,提出了一种基于纹理特征的人脸伪造检测模型.首先,以ResNet18为主干网络,结合通道注意力机制和残差网络解决网络退化的问题,并建立通道之间的联系以提取深层特征;其次,运用自相关矩阵来量化图像块之间的相关性,捕捉图像中不同尺度的特征以获取全局统计特征;最后,通过在自相关模块的每个池化层后引入Gabor滤波器,提取图像的局部纹理特征,全面描述图像内容,并采用Softmax函数对输入图像进行层次化分类.实验结果表明,对于不同的图像增强方法编辑的假图像,该方法有效提升了检测准确率. 展开更多
关键词 人脸伪造检测 残差网络 注意力机制 自相关矩阵 GABOR滤波器
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恒定带宽的高选择性平衡可调带通滤波器
8
作者 王友保 鲍岩 +1 位作者 张天豪 马君鑫 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第4期26-33,共8页
针对传统可调滤波器在中心频率调谐过程中难以维持恒定带宽的技术难题,设计了一款新的中心频率可调、带宽恒定、高频率选择特性的平衡带通滤波器。该滤波器基于谐振器之间存在的电磁耦合,采用4个可调谐振器来构成3个耦合结构,并在馈电... 针对传统可调滤波器在中心频率调谐过程中难以维持恒定带宽的技术难题,设计了一款新的中心频率可调、带宽恒定、高频率选择特性的平衡带通滤波器。该滤波器基于谐振器之间存在的电磁耦合,采用4个可调谐振器来构成3个耦合结构,并在馈电电路上引入源与负载的耦合,以便在通带两侧各产生2个传输零点;仅使用同一个直流偏置电压加载于变容二极管,实现了滤波器的中心频率的可调;采用奇偶模分析理论,以及利用耦合系数、外部品质因数分别随谐振频率变化的目标曲线,实现了滤波器的带宽恒定、插损小、带外抑制好的设计目标。滤波器的仿真和实测性能基本一致,其可调中心频率范围为788~978 MHz,而在此可调中心频率范围内维持3 dB带宽为(43±1.2 MHz)不变。与现有技术相比,该设计在保持恒定带宽的同时,通过谐振器结构的优化折叠,有效减小了器件尺寸,为高性能可调滤波器的实现提供了一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 可调滤波器 恒定带宽 高频率选择性 传输零点
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基于梯度下降的可变分数时延滤波器优化方法
9
作者 庄陵 郝汉杰 《通信学报》 北大核心 2025年第4期121-128,共8页
针对可变分数时延滤波器低失真传输需求,提出一种基于梯度下降并结合均方根传播的优化方法。首先,通过矩阵形式推导目标函数与梯度表达式,利用历史与当前梯度信息的指数移动平均来调整步长。其次,更新权重时引入上次迭代残差的协方差矩... 针对可变分数时延滤波器低失真传输需求,提出一种基于梯度下降并结合均方根传播的优化方法。首先,通过矩阵形式推导目标函数与梯度表达式,利用历史与当前梯度信息的指数移动平均来调整步长。其次,更新权重时引入上次迭代残差的协方差矩阵,以进一步提高滤波器频响特性与理想特性的逼近程度。最后,从复杂度和误差方面与现有方法进行对比。仿真结果表明,与传统加权最小二乘法相比,所提方法在保证局部幅度与群时延精度的同时,归一化均方根误差有效降低34.36%。 展开更多
关键词 可变分数时延滤波器 低失真 梯度下降 均方根传播 归一化均方根误差
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高速低消耗数字插值滤波器设计
10
作者 姚亚峰 王桐 +1 位作者 徐洋洋 辛拯宇 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期195-202,共8页
针对传统数字插值滤波器硬件资源消耗大、工作速度慢等问题,提出一种基于运算资源复用的改进数字插值滤波器的设计方法.该方法在多相数字插值滤波器的基础上,对滤波器架构进行了优化,实现核心运算资源的复用,可以明显降低电路资源消耗... 针对传统数字插值滤波器硬件资源消耗大、工作速度慢等问题,提出一种基于运算资源复用的改进数字插值滤波器的设计方法.该方法在多相数字插值滤波器的基础上,对滤波器架构进行了优化,实现核心运算资源的复用,可以明显降低电路资源消耗和功耗.提出的新型构架滤波器采用FPGA平台进行了原型验证,并与传统插值滤波器、多路并行插值滤波器和多相插值滤波器进行了对比.结果表明,改进滤波器所占用寄存器数量较传统结构减少65%,较多路并行结构减少73%,较多相结构减少28%;最大工作时钟频率较传统结构提升129%,较多路并行结构提升13.8%,功耗也要低于传统结构、多路并行结构,更适合高速、低消耗等应用场景. 展开更多
关键词 插值 数字滤波器 现场可编程门阵列(FPGA) 数模转换器 数字上变频
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驻波移相有源电力滤波器在环形配电网中的应用 被引量:1
11
作者 张敏 孙孝峰 +2 位作者 朱艳萍 沈虹 李昕 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期203-216,共14页
针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题,提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器(SWPS-APF)的谐波抑制方案,其抑制原理是通过移动谐波电压驻波的相位使驻波波腹靠近或恰好落... 针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题,提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器(SWPS-APF)的谐波抑制方案,其抑制原理是通过移动谐波电压驻波的相位使驻波波腹靠近或恰好落在馈线始端,从而实现背景谐波的衰减。所提方案分为驻波左移和右移两种策略,两者具有不同的适用范围,但涵盖了所有工况。相比于传统的阻性有源电力滤波器(RAPF)方案,该文所提方案抑制背景谐波的效果明显,并且所需的补偿容量也更少。最后,仿真分析和实验结果均验证了该方案的有效性。 展开更多
关键词 背景谐波 有源电力滤波器 谐波抑制 驻波
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升压变压器对阻性有源滤波器端口阻抗的影响分析及补偿策略 被引量:2
12
作者 覃日升 况华 +5 位作者 姜訸 于辉 李虹 万明凯 李磊 雷万钧 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第2期13-23,共11页
随着电力系统的“双高”特征越来越明显,谐波污染的问题越来越受到大家的关注。面向传输线路上的谐波谐振放大现象,阻性有源滤波器(RAPF)可以很好地抑制这种情况。为了进行电压匹配,通常需要在RAPF和配电网之间串联升压变压器,但由于变... 随着电力系统的“双高”特征越来越明显,谐波污染的问题越来越受到大家的关注。面向传输线路上的谐波谐振放大现象,阻性有源滤波器(RAPF)可以很好地抑制这种情况。为了进行电压匹配,通常需要在RAPF和配电网之间串联升压变压器,但由于变压器的结构会给原有控制带来一定的影响,导致谐波抑制的效果被减弱,因此,分析得到变压器在谐波传输中的等效模型并补偿变压器对控制的影响十分有必要。本文首先分析并建立了在谐波传输下的变压器等效模型,然后分析了其对电流控制的影响机理,最后提出了补偿策略,消除了变压器对控制的影响并提高了RAPF抑制谐波的能力。 展开更多
关键词 阻性有源滤波器 变压器谐波模型 电流控制
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电磁干扰滤波器中共模扼流圈的高频模型 被引量:1
13
作者 兰宇杰 曾晓辉 +1 位作者 陈为 陈庆彬 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1805-1815,共11页
在电磁干扰(EMI)滤波器的设计和功率变换器的EMI噪声预测中,共模扼流圈的精确建模至关重要。然而,在高频下受共模扼流圈寄生参数的影响,现有模型难以准确表征其滤波特性。该文分析现有模型的缺点在于无法完整反映共模扼流圈的内部电场特... 在电磁干扰(EMI)滤波器的设计和功率变换器的EMI噪声预测中,共模扼流圈的精确建模至关重要。然而,在高频下受共模扼流圈寄生参数的影响,现有模型难以准确表征其滤波特性。该文分析现有模型的缺点在于无法完整反映共模扼流圈的内部电场特性,因此根据共模扼流圈差模分量在高频下的插入损耗谐振点特性提出一种新的高频模型,该模型通过综合考虑端部和绕组中间寄生电容的影响从而完整表征差模分量的电场特性,并解析新模型电路结构给出模型中寄生参数的提取流程。实验结果表明,新模型在150 kHz~30 MHz下具有良好的拟合精度,证明了该模型的准确性。 展开更多
关键词 电磁干扰 滤波器 共模电感 寄生参数提取 建模
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空腔型薄膜体声波滤波器的关键技术进展 被引量:1
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作者 陶桂龙 支国伟 +3 位作者 罗添友 欧阳佩东 衣新燕 李国强 《无机材料学报》 北大核心 2025年第2期128-144,共17页
随着通信技术升级以及5G通信应用的驱动,各种智能设备所需的滤波器数量激增,促进了滤波器市场的繁荣,但对其性能要求也越来越高,例如大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标是学术界与产业界重点关注的方向,而基... 随着通信技术升级以及5G通信应用的驱动,各种智能设备所需的滤波器数量激增,促进了滤波器市场的繁荣,但对其性能要求也越来越高,例如大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标是学术界与产业界重点关注的方向,而基于薄膜体声波谐振器(Thin Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)技术的FBAR滤波器已成为最有前景的滤波器之一。另外,当前空腔型FBAR滤波器已取得了一定的商业成功,但是仍面临性能不足、工艺复杂、成本略高、技术受限等困境。为此,本文试图从器件理论研究与结构优化、高性能压电材料制备与优化、新型工艺开发及技术融合三方面对FBAR滤波器的相关问题与关键技术进行综述,旨在为该研究领域的学者梳理FBAR滤波器技术进阶与迭代的脉络,以期为未来研究的路径与方向提供若干启发性思考。 展开更多
关键词 FBAR滤波器 理论研究 AlN压电薄膜 技术融合 综述
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基于改进的LBP和Gabor滤波器的纹理特征提取方法 被引量:1
15
作者 陈佳明 陈旭 +1 位作者 任硕 邸宏伟 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第2期227-234,共8页
纹理提取是计算机视觉领域的一项重要任务,纹理提取的质量对纹理分类的准确性具有关键影响.传统单一的纹理提取方法难以准确描述各类纹理的特征.本文提出一种基于改进的位置局部二值模式(IPLBP)和Gabor滤波器的纹理提取算法,其中,改进... 纹理提取是计算机视觉领域的一项重要任务,纹理提取的质量对纹理分类的准确性具有关键影响.传统单一的纹理提取方法难以准确描述各类纹理的特征.本文提出一种基于改进的位置局部二值模式(IPLBP)和Gabor滤波器的纹理提取算法,其中,改进算法在局部二值模式(LBP)的基础上通过提取纹理位置信息来提高纹理描述能力.利用改进后的LBP算法提取局部纹理信息,Gabor滤波器提取全局纹理信息,将两种特征信息进行融合后使用支持向量机(SVM)进行分类.实验结果表明,所提出的算法在纹理材质分类任务上展现出了良好的性能.相比传统的LBP算法,该算法能够更准确地捕捉不同纹理特征之间的差异. 展开更多
关键词 纹理提取 局部二值模式 GABOR滤波器 支持向量机
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基于核相关滤波器的强噪声焊缝跟踪 被引量:1
16
作者 巩书青 章国宝 朱宏伟 《激光技术》 北大核心 2025年第2期289-295,共7页
在基于结构光视觉的焊缝跟踪中,焊接时产生的电弧和飞溅等强噪声会大幅降低焊缝的能见度,导致跟踪失败。为了解决这一问题,提出了一种基于改进核相关滤波器的焊缝跟踪算法,以更好地适应强噪声的环境。首先获取焊缝的初始特征点,基于焊... 在基于结构光视觉的焊缝跟踪中,焊接时产生的电弧和飞溅等强噪声会大幅降低焊缝的能见度,导致跟踪失败。为了解决这一问题,提出了一种基于改进核相关滤波器的焊缝跟踪算法,以更好地适应强噪声的环境。首先获取焊缝的初始特征点,基于焊缝激光条纹的灰度分布特征,通过Steger算法提取焊缝激光条纹的中心线;接着对中心线进行滤波并求导来获取焊缝的初始特征点;最后将焊缝的初始特征点作为初始输入,应用改进的核相关滤波器对焊缝特征点进行学习与跟踪。结果表明,在强噪声干扰的情况下,该算法的平均误差为0.305 mm,最大跟踪误差为0.479 mm,取得了良好的跟踪效果并有效避免了跟踪漂移。该研究为高精度焊缝跟踪提供了有益参考。 展开更多
关键词 图像处理 焊缝跟踪 核相关滤波器 强噪声 结构光视觉 跟踪漂移
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低频率漂移极窄带声表面波滤波器
17
作者 李桦林 詹雪奎 +3 位作者 伍平 陈彦光 董加和 马晋毅 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期20-23,共4页
保密通信系统对极窄带宽声表面波滤波器需求迫切,由于声表面波滤波器属于温度敏感型器件,在极端恶劣环境温度下器件滤波频率会发生较大漂移,无法保证有用信号提取和近端噪声抑制。为满足射频系统全温应用要求,对基于石英衬底的极窄带声... 保密通信系统对极窄带宽声表面波滤波器需求迫切,由于声表面波滤波器属于温度敏感型器件,在极端恶劣环境温度下器件滤波频率会发生较大漂移,无法保证有用信号提取和近端噪声抑制。为满足射频系统全温应用要求,对基于石英衬底的极窄带声表面波滤波器的频率温度特性进行仿真分析,研究了电极金属膜厚和电极金属化率对器件二阶温度特性拐点的影响,并通过声表面波滤波器结构参数优化,研制出低频率漂移的极窄带声表面波滤波器。 展开更多
关键词 声表面波滤波器 极窄带宽 频率漂移
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基于前后帧关联的多检测伯努利滤波器
18
作者 沈杏林 肖山竹 +2 位作者 陶华敏 张路平 胡谋法 《信号处理》 北大核心 2025年第1期20-30,共11页
伯努利滤波器作为随机有限集(Random Finite Set,RFS)框架下唯一的单目标跟踪滤波器,以其能够传递完整概率密度函数(Probability Density Function,PDF)而在贝叶斯体系内被视为理论上最优的单目标跟踪解决方案。经典伯努利滤波器基于的... 伯努利滤波器作为随机有限集(Random Finite Set,RFS)框架下唯一的单目标跟踪滤波器,以其能够传递完整概率密度函数(Probability Density Function,PDF)而在贝叶斯体系内被视为理论上最优的单目标跟踪解决方案。经典伯努利滤波器基于的假设是,在每个时刻单个目标最多只能通过观测方程产生一个观测结果。然而,当单个目标形成多个检测结果时,经典伯努利滤波器可能会产生错误的目标状态估计。为了将伯努利滤波器应用于单个目标形成多个检测结果的跟踪场景,学界提出了多种改进型的多检测伯努利滤波器。尽管这些改进型滤波器能有效处理多检测问题,但其在校正步中需要遍历观测集的所有可能子集来计算后验PDF,这不可避免地引入了极高的计算复杂性,限制了它们的实用性。针对多检测伯努利滤波器计算复杂度高的问题,研究人员提出了多种分割算法,通过仅使用部分观测子集而非全部可能子集来计算后验PDF,有效减少了计算需求。然而,当前提出的各种分割算法都仅利用当前时刻的观测集,并未充分利用滤波器递归过程中的运动信息。本文的创新之处在于将视频多目标跟踪领域广泛采用的匈牙利算法引入到贝叶斯体系内的单目标跟踪滤波器,进而提出了一种基于前后帧数据关联的多检测伯努利滤波器以降低滤波器的计算复杂度,实现多检测场景下的单目标快速跟踪。该滤波器利用前一帧的目标状态估计和后一帧的观测集进行关联,根据关联结果选择用于计算校正步的观测集子集。通过巧妙地利用连续帧中包含的动态信息,所提算法能够在校正步计算过程中选择与目标实际观测最接近的子集,在保持滤波器性能基本不变的同时,大幅度减少计算复杂度。基于天波超视距雷达(Over-the-horizon Radar, OTHR)多检测模型的仿真结果表明,与使用所有子集和部分子集的多检测伯努利滤波器相比,本文所提方法在保持性能基本稳定的前提下大幅度减小了计算复杂度。因此,本文所提方法尤其适用于对实时性要求较高的目标跟踪应用。 展开更多
关键词 伯努利滤波器 多检测 关联 集合
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基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田农机转向轮角估计方法与试验
19
作者 满忠贤 何杰 +5 位作者 冯达文 李仁浩 邓小兵 涂团鹏 汪沛 胡炼 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期38-47,共10页
针对水田自动驾驶农机遇到侧滑时速度突变导致转角估计不准确的问题,本文提出了一种基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田作业农机转向轮角估计方法,建立了水田作业农机转向轮角估计模型。首先采用改进型两轮农机侧滑模型获得基于运动学... 针对水田自动驾驶农机遇到侧滑时速度突变导致转角估计不准确的问题,本文提出了一种基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田作业农机转向轮角估计方法,建立了水田作业农机转向轮角估计模型。首先采用改进型两轮农机侧滑模型获得基于运动学模型的水田农机前轮转向角度,其次对所采集的GPS速度和惯性导航速度采用加权观测融合的方法对转向模型的水田农机作业速度进行补偿,最后提出了基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田作业农机轮向轮角估计方法,将基于运动学模型的前轮转向角和基于转向电机编码的前轮转向角作为双观测值,从而估计水田农机前轮转角。为验证本文所提方法,以水稻直播机为研究平台,在水田中开展速度校正、前轮转向角估计试验和直线跟踪试验。速度校正试验结果表明,水田硬底层高低不平是前轮转角拟合精度不佳的直接原因,本文所提方法将直播机速度稳定在一定范围内,解决了因水田硬底层起伏变化造成前轮转角拟合精度不佳的问题。前轮转向角估计试验结果表明,农机前轮估计角度相对角度传感器角度变化跟踪误差平均值为0.12°,偏差最大值为1.67°,偏差标准差为0.4°。本文所提方法能够准确地测量农机前轮转向角,最终控制直播机稳定追踪目标角度,满足水田农机前轮转角估计精度要求。直线跟踪试验结果表明,在水田环境下,平均绝对误差为3.14 cm,位置偏差标准差为2.11 cm。本文提出的方法适用于水田无人驾驶,提高了转角估计精度和农机导航作业质量。 展开更多
关键词 水田 农业机械 自动驾驶 卡尔曼滤波器
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多相滤波器组技术在低频全天总功率测量实验中的应用
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作者 王兴涛 刘雄伟 +3 位作者 王伟华 吴亚军 余赟 杨小龙 《天文学进展》 北大核心 2025年第2期300-308,共9页
作为探测宇宙再电离时期的重要方法之一,低频全天总功率实验的核心目标是在频谱为50~200 MHz的全天总功率谱中寻找宇宙再电离时期极其微弱的中性氢21 cm信号。目前通常使用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)来计算功率谱,其... 作为探测宇宙再电离时期的重要方法之一,低频全天总功率实验的核心目标是在频谱为50~200 MHz的全天总功率谱中寻找宇宙再电离时期极其微弱的中性氢21 cm信号。目前通常使用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)来计算功率谱,其存在的频谱泄漏问题,使得射频干扰(radio frequency interference, RFI)无法彻底剔除,从而严重干扰了微弱的宇宙再电离信号的提取。多相滤波器组(polyphase filter bank, PFB)是一种将信号按频率均匀划分的技术,可以替代FFT计算功率谱。介绍了PFB的基本原理及基于统一计算架构(compute unified device architecture, CUDA)的实现,并且通过仿真比较了PFB和FFT的性能,还比较了不同阶数的PFB性能差异。结果表明,PFB技术具有更平坦的带通响应、更窄的过渡带、更好的带外抑制。最后,对天马望远镜的观测数据及低频总功率实验产生的数据进行处理,验证了PFB技术的优越性,为全天总功率实验的频谱分析提供了一种有效的解决方法。 展开更多
关键词 CUDA PFB技术 GPU并行计算 信号处理 多相滤波器 FFT运算
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