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合成孔径技术工作组

小学技术委员会:
传感器阵列和多通道技术委员会

其他相关技术委员会:
用于信号处理的机器学习
计算成像
通信和网络的信号处理

背景和概述

近年来,国家标准与技术研究所(NIST)和其他机构率先使用合成孔径测量无线通信环境中传播的电磁辐射特性。这些合成孔径是通过使用精确的机械定位器(如机械臂)来创建的,以沿空间采样晶格上的预定点移动接收天线。在每个空间位置测量的信号振幅和相位可用于重建散射电磁波的功率、到达方向、延迟和极化,这些散射电磁波在合成孔径的观测平面上传播。

合成孔能够在非常宽的频率带宽上测量信号,并且具有几乎任意大的孔径尺寸,又能够实现高角度和延迟分辨率来解析紧密间隔的散射体。同样重要的是,合成孔是价格实惠的系统,其可以用于数字多通道相控阵列的成本,并且能够具有可比估计性能。虽然具有合成孔的无线通道是一种新的和新兴的研究边界,但历史上看了跨越各种信号频率的合成孔的其他成功应用。例如,声纳,合成孔径雷达,逆合成孔径雷达,射频天文学,计算断层扫描和其他成像技术均依赖于通过在空间区域中收集离散样本来构造的虚拟孔径,以估计参数传播波浪。除了这些传统应用外,这款TWG还将探索合成孔的创新新用途,以解决先前考虑的问题,例如人类扬声器本地化的声学。

今天,通过在这些不同领域独立工作的研究人员共同利用每个参与者的互利和更广泛的技术界的互利共享思想,方法和算法,并使研究人员汇集了一个令人信服的需求和明确的协同作用。。除了共享理论和数学框架之外,合成孔径测量从业者还在通过跨越毫米波的频率范围的合成孔的硬件实现中获得的最佳实践和经验教训中找到共同点。

拟议TWG的总体目标是支持理论框架和相关经验技术的成熟,这些技术支持使用合成孔径估算各种介质中传播波的参数。拟议TWG活动的经验部分将涉及设计实验和执行数据分析,以验证参数估计算法的性能。同样重要的是TWG工作的理论部分,重点是推导原始的和计算效率高的技术。TWG的第三个期望输出是识别合成孔径的潜在新应用,这些合成孔径通过精确测量和估计环境参数实现。例如,合成孔径的输出可以用作测试无线设备性能的更复杂系统(如信道模拟器)的中间步骤。

TWG的实证,理论和新应用焦点区域的切实产品将包括:

  1. 188bet官网,188bet下载appIEEE标准记录了TWG开发和验证的合成孔径最佳实践;
  2. 努力在TWG成员和大众之间分享TWG成员之间的数据/代码/资源。例如,在各种合成孔径实验中收集的测量数据的公共存储库以及用于处理此数据的软件代码;
  3. 工作文件记录TWG分析,实验和模拟的结论和结果;
  4. IEEE会议的联合出版物或涉及TWG成员之间的数据共享合作的期刊;
  5. 促进工程学校课程中的合成孔的挑战或竞争以及毕业生的职业培训,他们将加入使用合成孔的公司或机构;
  6. 网络研讨会和其他材料的资源中心/人格;
  7. 联合研究提案,以追求NSF或DARPA等政府来源的资金;
  8. 与IEEE未来方向举措的合作;
  9. 通过网站、博客、社交媒体活动进行社区建设;
  10. 来自学术界、工业界和政府研究实验室以及包括国防承包商和标准化机构在内的实体的研究人员之间的合作;
  11. 联合博士培训努力和暑期学校;
  12. ICASSP、ICIP和其他相关会议(如ICME、ISBI)的特别会议、教程以及SPS技术委员会组织的研讨会;
  13. 致力于合成孔的期刊特殊问题;
  14. 介绍新的edics。

TWG的产出将累积集团的集体专业知识,并通过集团成员派生和测试的新的最先进的计量实践和方法。然后可以与无线通信行业,国防承包商,大学和医学成像界共享这些经验证明的产品,以支持其产品开发和内部研究。由TWG汲取的教训将有助于其他机构在采购计量设备或设备测试台时优化其预算分配策略,并且这种洞察力对于缺乏资源维持新技术的风险研究路径的小型或中型公司尤为重要。

TWG的最高优先级目标是建立数据和算法的共享存储库。对各种数据集的可访问性是当今合成孔径研究人员面临的最大障碍之一。收集质量数据是一种昂贵且耗时的锻炼,努力突出许多机构的资源。通过为由不同组织累积的分享数据集提供单个存储库,每个TWG成员都有机会更强大地验证其特定的合成孔径算法。

重要的是要注意,NIST在进行不确定性分析方面具有特别深入和无与伦比的专业知识,以量化硬件误差对合成孔径测量精度的影响。这种能力是NIST独有的,其他TWG成员能够利用的宝贵资源。如需查询,请联系彼得沃拉斯,美国马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所(NIST)。

TWG批准日期:2020年4月15日。

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