近场电磁测距优化算法研究

水声定位算法学习总结一、无线传感器定位技术分类目前定位技术广泛地应用到各个领域，而且出现了很多定位算法，常用的定位方法有：到达角（Angel of Arrival，AOA）定位、到达时间（Time of Arrival，TOA）定位、到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位以及AOA／TOA、AOA／TDOA等混合定位的方法。

选择哪种定位方法要根据定位精度、硬件条件等因素来确定，但是最终目的是要用优化的方法得到满意的定位精度。

在没有时间同步信号时，往往采用TDOA定位方法，TDOA定位法可消除对移动台时间基准的依赖性，因而可以降低成本并仍然保证较高的定位精度，但是需要有较好的延时估计方法，才能保证较高的时延估计精度。

（1）基于测距的定位技术基于测距的定位方法依靠测量相邻节点之间的距离或者方向信息。

现在有很多成熟的算法被用于基于测距的定位。

例如TOA算法通过信号传播时间获取距离，TDOA算法利用接收从多个节点发出信号的时间差估测位置，而AOA算法则通过为每个节点设置天线阵列来测量节点间的相对方向角度值。

（2）无需测距的定位技术无需测距的定位方法不要求距离信息，只依靠有关待定位传感器与种子节点之间连通性的测量数据。

这种定位方法对硬件要求低，但是测量的准确度容易被节点的密度和网络条件所影响，因此不能被对精度要求高的基于WSN的应用采用。

二、三边定位和多变定位（1）信号强度（RSS，Received Signal Strength）通过信号在传播中的衰减来估计节点之间的距离，无线信道的数学模型PLd=PLd0-10nlogdd0-Xσ。

尽管这种方法易于实施，但却面临很多挑战。

首先信道由于受到信道噪声、多径衰减（Multi-path Fading）和非视距阻挡（Non-of- Sight Blockage）的影响[1]，具有时变特性，严重偏离上诉模型；其次衰减率会随外界环境的不同而发生相应改变。

中图分类号TM15 论文编号1028704 13-S015 学科分类号080904硕士学位论文电大尺寸目标近场测量中的近远场变换技术研究研究生姓名黄春华学科、专业电磁场与微波技术研究方向计算电磁学指导教师牛臻弋副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一二年十二月Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsThe Graduate SchoolCollege of Electronic and Information EngineeringInvestigation on Near-field to Far-fieldTransformation method for Near-field Measurements of Electrically Large ObjectsA Thesis inElectronics Science and TechnologybyHuang ChunhuaAdvised byAssociate ProfessorNiu ZhenyiSubmitted in Partial Fulfillmentof the Requirementsfor the Degree ofMaster of EngineeringDecember, 2012承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要在大型天线系统的方向图测量以及飞机、卫星、舰船等大型目标的电磁散射特性测量中，由于采用传统的远场测量需要满足远场条件，因此对于实验条件有着近乎苛刻的要求。

多频连续被雷达两种测距算法研究雷达是一种常用的测距工具，可通过测量电磁波的往返时间来确定目标的位置和距离。

多频连续测距算法可以提供更精确和可靠的测距结果，因为它可以使用多个频率来进行测量和校正。

本文将介绍两种常用的多频连续测距算法。

第一种算法是多频连续波测距算法。

在这种算法中，雷达系统会以多个连续频率发送电磁波，并接收到目标反射波的相位偏移。

通过测量不同频率下的相位差异，可以通过多次观测和比较，计算出目标的距离。

这种算法的优点是可以提供非常高的测距精度，且不受目标及复杂环境的影响。

然而，由于需要连续发送和接收多个频率的电磁波，这种算法的实时性较差。

第二种算法是多频连续波相移测距算法。

在这种算法中，雷达系统会以多个连续频率发送电磁波，并接收到目标反射波的相位信息。

通过测量不同频率下的相位变化，可以计算出目标的距离。

与多频连续波测距算法相比，相移测距算法具有更高的实时性和抗干扰能力。

这是因为相位信息可以通过FFT快速变换等技术进行处理，并快速计算出目标的距离。

相位信息的测量也使得该算法能够在目标周围有强反射信号的情况下进行更准确的测距。

无论是多频连续波测距算法还是多频连续波相移测距算法，其主要挑战是相位测量的准确性和稳定性。

相位测量的误差会导致测距精度的下降，因此需要采用精确的相位校正方法。

此外，由于目标的反射特性和环境条件的变化，也会导致测距结果的不稳定性。

因此，算法的设计和参数的选择非常重要，以确保测距结果的精确性和稳定性。

综上所述，多频连续波测距算法和多频连续波相移测距算法是两种常用的雷达测距算法。

它们可以提供更精确和可靠的测距结果，并具有不同的优势和适用场景。

未来的研究可以进一步改进算法的精确性、实时性和抗干扰能力，以满足不同应用场景的需求。

提高近程运动目标实时测距性能的方法研究韩万鹏;蒙文;李云霞;李大为【摘要】为了提高机场泊位引导系统中激光测距的精度和频率,对测距方法、脉冲展宽的影响、系统接收信噪比、接收带宽、阈值设定方法等几个方面进行了研究.通过改进自触发脉冲飞行时间激光测距法,提高发射信号峰值功率,采用合适滤波器、减小接收系统带宽、设置自适应阈值等手段有效提高了测距系统对近程运动目标的测距性能.采用半实物仿真手段进行动态测距实验,结果表明,测距机的动态测量精度小于2cm,满足泊位系统测距性能的要求.%In order to improve laser ranging accuracy and-frequency of docking guidance system, several aspects were researched on the methods of distance measurement, the influence of the pulse spreading, the received SNR, the receiver bandwidth and the methods of threshold setting. The ranging performance of short-range moving targets was improved by improving the self-triggering pulsedtime-of-flight laser ranging method, increasing the peak power of radio signal, using the appropriate filter, reducing the bandwidth of the receiving system and setting the adaptive threshold. Finally, the semi-physical simulation experiment was adopted to test the system's ranging performance, and the results show that the dynamic ranging accuracy is less than 2cm which meets the design requirement of docking guidance system.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】6页(P415-420)【关键词】激光测距;信噪比;自适应阈值;半实物仿真【作者】韩万鹏;蒙文;李云霞;李大为【作者单位】空军工程大学电讯工程学院,陕西西安710077;空军工程大学电讯工程学院,陕西西安710077;空军工程大学电讯工程学院,陕西西安710077;空军工程大学电讯工程学院,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TN249引言在机场泊位引导系统的实际应用中，测距单元要实时提供飞机表面与泊位系统之间高精度的深度信息，并与振镜扫描单元获得的方位角一起构成扫描点的三维坐标，以便泊位系统能够通过飞机表面轮廓的“点云”信息快速准确地识别飞机机型。

《复杂电磁环境中辐射近场预测算法研究》篇一一、引言随着电磁技术的飞速发展，复杂电磁环境中的辐射近场预测成为了电磁场工程中的重要课题。

对于许多电子设备和系统，如雷达、通信、医疗设备等，辐射近场的准确预测至关重要。

这不仅关乎设备的性能，也关系到其安全性和可靠性。

然而，由于电磁环境的复杂性，辐射近场的预测变得极具挑战性。

本文将探讨在复杂电磁环境中如何通过算法进行辐射近场的预测。

二、复杂电磁环境的特点与挑战复杂电磁环境主要包括多个因素，如多源电磁波的叠加、多种材料的交互、多频率电磁波的混合等。

在这样的环境中，精确预测辐射近场是一项具有挑战性的任务。

挑战主要来自以下几个方面：1. 多源电磁波的叠加：多个不同来源的电磁波在空间中相互叠加，使得电磁场的分布变得复杂。

2. 多种材料的交互：不同材料对电磁波的吸收、反射和折射等效应不同，这增加了预测的难度。

3. 多频率电磁波的混合：不同频率的电磁波在传播过程中会相互影响，这也会影响辐射近场的分布。

三、辐射近场预测算法的研究现状目前，针对辐射近场预测的算法主要包括两大类：物理模型法和统计模型法。

物理模型法主要是基于电磁场理论进行建模和计算，其优点是物理意义明确，但计算复杂且对模型的要求较高。

统计模型法则主要是通过大量的数据训练得到预测模型，其优点是计算效率高，但需要大量的训练数据。

四、复杂电磁环境中辐射近场预测算法的研究方法针对复杂电磁环境的特殊性，本文提出了一种结合物理模型法和统计模型法的混合算法。

该算法首先利用物理模型法进行初步的预测，然后通过统计模型法对初步结果进行优化。

具体步骤如下：1. 物理模型法建模：根据电磁场理论，建立包含多源电磁波叠加、多种材料交互、多频率混合等因素的物理模型。

2. 初步预测：利用物理模型进行初步的辐射近场预测。

3. 数据收集与处理：通过实验或仿真收集大量的数据，包括不同条件下的辐射近场数据和对应的物理模型参数。

4. 统计模型法优化：利用收集到的数据训练统计模型，对物理模型的初步预测结果进行优化。

电磁场近场测试技术研究共3篇电磁场近场测试技术研究1电磁场近场测试技术研究随着电子信息技术的迅速发展，电磁场研究的重要性不断凸显。

特别是在电子设备、电磁兼容性分析等领域，电磁场的测试技术和测试设备日益成为研究热点。

随着国内外电磁场测试技术的不断发展和应用，电磁场近场测试技术也在逐步成熟。

本文将探讨现有电磁场近场测试技术的研究进展，以及可能的未来发展方向。

一、电磁场技术基础电磁场是由电荷或电流产生的一种物理场。

在空间中，电磁场的性质与时间、位置变化有关。

电磁波是一种特殊的电磁场，是由变化的电场和磁场沿着空间中的传播方向相互耦合而成的。

电磁场测试技术主要是为了测量电磁场的分布、强度等参数，了解和掌握电磁场的运动规律和特性。

二、电磁场测试技术电磁场测试技术主要分为远场测试技术和近场测试技术。

远场测试技术即在电磁场的发射源较远的位置进行的测试，一般采用辐射场测试技术。

这种测试方式量大面广，能很好地掌握电磁场的辐射特性，能够获得远场辐射特性参数，如辐射功率、辐射方向及辐射电场强度等。

但远离发射源依次测试，费时费力，将造成不必要的浪费。

近场测试技术是在近场区进行测试，一般采用探针法进行，测试其靠近发射源的区域内电磁场的分布、强度等参数命名。

这种测试方法快捷、精确，且对于揭示电磁场内部的各种特性有很好的效果，是一种有效的电磁场测试方式。

三、电磁场近场测试技术电磁场近场测试技术是近年来电磁场测试研究的热点之一。

它是指在电磁场发射源附近的近场区域内进行测试。

与传统的辐射场测试技术相比，近场测试技术具有以下优点：1、节约时间和成本：近场测试技术可直接在距离发射源较近的区域内测量，大大节省了传统辐射场测试方式需要长时间消耗的时间和成本。

2、有效更正误差：传统的远场测试技术中，由于在远离发射源时，电磁波的干涉和衍射等效应会引起误差，而电磁场近场测试技术可更精准地获得电磁场的分布和强度特性，不会受到这些干扰。

3、适用性广泛：电磁场近场测试技术可以适用于各种区域内的电磁场测量，包括二维面、三维空间以及复杂物体表面等。

UWB简介及其定位方法1前言本文阐述有关UWB的简介及其定位的方案，定位方法介绍了TOA、AOA/DOA、TDOA、RSSI这几种定位方法。

2概述随着现在无线技术的发展，无线室内定位技术也得到了飞速的发展，现在常用的室内无线定位技术就有很多种，包括了基于WiFi的定位、蓝牙定位、小基站定位、LED可见光定位、超宽带定位、RFID、惯性导航、地磁定位、伪卫星等多种室内定位技术。

其中的超宽带定位技术是一种特别适合于应用在室内的定位技术，超宽带定位技术具有定位精度高(1~15cm)、抗干扰能力强、分辨率高、低功耗等优点。

表1 各种无线定位技术的对比超宽带(UWB)技术在军用和民用场景都有很多应用，并且具有光明的前景。

UWB技术的应用场景大致可以分为三个方面，分别是通信、雷达和定位，UWB技术科应用于智能家庭、无线网络、战术组网电台、探地雷达、车辆避撞雷达以及军用民用需要精确定位的系统中。

目前，市场是已经出现了基于UWB达到室内定位装置。

例如：英国的Ubisense公司推出了将TDOA和AOA相结合的室内定位系统，测距范围达到50-100m，精度可达15cm。

美国的Zebra公司推出了Dart UWB系统，该系统建立在Sapphire DART核心功能之上，能够快速、准确的进行定位，精度达到30cm，测距范围达到100m。

根据是否需要测量距离，无线定位方法分成测距定位和非测距定位两类。

从测距方法来看，以RSSI为主，也有使用TOA、TDOA、AOA/DOA以及多种测距手段联合的系统。

3UWB技术3.1UWB国内研究现状我国对于UWB技术的研究相对较。

2001年，第一次将超宽带技作为无线通信的共性技术与创新技术的研究内容列入国家终点研究课题，才开始对UWB技术进行研究。

在国家科研项目的支持和鼓励下，我国的不少高校在UWB技术上取得了积极的进展，对UWB天线的设计、UWB信号的发送、UWB定位算法以及多种定位方式融合进行了研究。

调频连续波太赫兹雷达近程测距精度提高算法张晨;史再峰;郭炜;庞科;姚素英【摘要】太赫兹雷达的波长短且带宽大,与微波、毫米波相比,易于实现很高的测距精度.采用调频连续波雷达测距,在差频信号进行频谱分析过程中,频谱泄露和栅栏效应影响其测距精度.该算法通过调整采样参数实现整周期采样,减少频谱泄露,通过峰值谱线和相邻谱线构成的梯度法估计频谱峰值中心频率,减小离散频谱间隔造成的误差,通过两步的校正提高测距精度.实验结果表明:该算法的测量精度误差与传统频率估计法相比有所降低,与直接采用FFT的方法平均提高了58.5％.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)009【总页数】4页(P141-143,151)【关键词】太赫兹雷达;测距精度;频谱分析;整周期采样;梯度法【作者】张晨;史再峰;郭炜;庞科;姚素英【作者单位】天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学计算机科学与技术学院,天津300072;天津大学计算机科学与技术学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN98近年来，随着太赫兹技术的发展，太赫兹雷达的研究已经广泛开展。

太赫兹波是指频率范围为0.1～10 THz的电磁波，与微波、毫米波相比，其波长短且带宽大，应用于雷达方面具有高距离分辨率，无盲区、低截获率及强抗干扰能力等众多优势[1]。

由于太赫兹雷达的频率较高，采用调频连续波(frequency modulated continuous wave，FMCW)雷达体制，将高频的发射和回波信号转换成低频的差频信号，便于信号处理。

在信号处理中采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)的方法分析差频信号频谱，存在着频谱泄露和栅栏效应，影响其频率估计精度。

比值法是利用峰值谱线和相邻谱线的比例关系估计频率，但在噪声环境下频率估计精度不高[2]。