脉冲激光回波信号采集技术

本文针对高采样率的脉冲激光回波采集处理的应用需求,设计了基于通用高速数据采集卡的回波信号采集处理系统,提出了不同应用背景下的脉冲激光回波采集触发控制方案,解决了板上有限存储空间与回波信号持续采集存储的矛盾,对脉冲激光回波信号采集的工程实现具有借鉴意义。     

激光功率密度参数对激光超声信号影响的研究

在激光超声缺陷检测中,经过数据采集系统所采集到的激光超声信号幅值一般都很小,为了提高激光超声信号的幅值我们一般会对采集到的信号进行去噪处理或者改变脉冲激光相关因素从而提高实验的检测精度。通过实验室搭建好的激光超声缺陷检测实验平台,研究了在改变光斑大小从而改变激光功率密度的情况下,对激光超声信号特性的影响;分析了激光超声信号的频谱特性并对频谱分量进行统计。实验得出激光功率密度的改变不仅影响到激发机制,还对激光超声信号的幅值及其信号的频谱成分有影响。     

合成孔径雷达回波信号线性调频特性分析

本文从合成孔径雷达(SAR)回波信号的特点出发,对SAR回波信号的线性调频特性、频谱特性进行了详细的分析.由于SAR回波信号的线性调频特性,对方位向和距离向的SAR信号进行脉冲压缩,可实现SAR回波数据的成像.本文首先构建了二维线性调频信号,分别通过两个一维傅立叶变换实现对信号的脉冲压缩,并对压缩后的波形进行质量评估,可以得到积分旁瓣比小于-10dB的信号质量.通过这种仿真过程,实现对SAR成像算法的进一步理解.     

探地脉冲雷达回波信号波达方向估计方法的研究

估计探地脉冲雷达目标回波方向是探地雷达信号处理的一个重要内容，针对脉冲探地雷达回波信号的超宽带特点，提出了将探地雷达阵列信号经过高频带通滤波器分解成几个窄带信号后，再利用窄带子空间方法进行波达方向估计。通过对实验数据的处理发现，低频信号的分辨率较低，误差较大。在实际处理过程中，并不需要对所有频带信号进行处理，只需要用几个较高频率的窄带信号，就可以准确估计出超宽带脉冲探地雷达信号的回波方向。     

三维激光成像探测系统建模与仿真

 激光成像探测系统仿真是评估现有激光成像系统的性能及开发新型激光成像探测技术的有效手段。研究激光脉冲回波信号特性并建立数学模型是应用回波信号检测技术处理回波,进行激光成像系统仿真的关键。为此以激光发射脉冲模型为基础对激光脉冲回波信号的建模过程和基于单位冲激响应的目标散射特性建模方法作了详尽的推导和描述,并建立检测算法模型,最后依据目标成像模板采用单元回波探测线阵化方式进行了推帚式三维激光成像仿真。结果表明,该仿真系统可实现不同探测条件下线阵推帚式激光成像的有效仿真。     

基于神经网络的主动式红外结冰探测

针对飞机机翼结冰的特点,提出一种新型的主动式红外结冰探测方法.该方法采用红外激光直接照射物体的结冰表面,通过物体结冰表面反射回来的激光回波能量提取不同入射角和观测角下结冰表面的反射系数,利用光电探测器接受不同观测角下的结冰表面激光回波能量,光电探测器将光信号转换成电信号,通过放大和滤波电路对信号进行处理,经过A/D转换输入到计算机进行进一步的处理和分析.运用神经网络方法对其进行分类,最后给出物体表面结冰程度的信息.     

基于部分匹配的雷达回波信号检测

针对雷达回波信号检测中对整个回波信号全部匹配滤波需要较长时间及较多资源的问题,提出部分匹配滤波方法.将雷达接收机接收到的回波数据,以雷达发射的线性调频(LFM)脉冲信号的脉宽为长度,分成若干段,逐段匹配滤波,通过判决门限找到匹配结果中的信号峰值后,计算出目标反射回波的位置.运用Matlab对时宽带宽积为500的线性调频脉冲信号进行仿真,结果表明:该方法适用于信噪比高于-12 dB的信号的搜索定位;该方法既可减少处理时间,又能节省系统资源.     

结构动态响应多传感器监测信号数据融合分析

针对结构监测中传感器受环境噪声影响的问题,采用数据融合方法实现减小所测得信号中噪声.采用证据理论(D-S)算法对多个传感器于同一点得到的加速度信号进行融合.首先构造出结构地震响应的"真值",并通过掺杂不同的噪声模拟多个传感器的传感信号.通过对多个案例的相关系数、峰值出现点以及误差值的分析比较表明,融合后的信号比融合前更加接近"真值".其分析比较还可表明,采用的多传感器数据融合方法所获得的信号优于其它方法如卡尔曼滤波处理后的数据.     

天气雷达I/Q信号仿真建模及统计验证

基于天气雷达发射脉冲的时间自相关特性,采用大气分层模型,建立天气雷达发射端到接收端的I/Q信号仿真算法;并通过统计分析,对算法可靠性进行验证。研究结果表明仿真得到的I/Q信号均符合高斯随机分布,回波功率符合指数分布,与天气雷达真实回波信号统计特性一致;同时以南京大学的C波段双偏振天气雷达的真实弱降水回波数据为基础,进行仿真回波数据与真实数据对比分析。统计结果表明相似的参数设定下,仿真回波信号的反射率因子和速度的标准差与真实信号的统计特性基本一致;且与理论公式结果基本吻合。     

限幅采样技术在激光超声无损检测中的应用

基于超声信号在金属介质缺陷处发生回波现象,提出一种单位限幅数字还原采集的方法,用于回波弱信号还原。将激光超声技术、声电耦合技术和电学检测技术相结合,利用脉冲调制的单频激光源,作用于金属激发超声波,使用单位限幅数字还原的方法,抓取超声信号传输特征。超声波信号数据采集抓取完成后发送到上位机软件,对信号进行分析和处理。通过实验测试验证,使用上述信号还原方法,依托高速FPGA开发平台,提高了系统对回波弱信号的采集能力和金属缺陷判断的能力。     

基于虚拟仪器的信号分析与处理系统开发

传统的信号测试系统体积庞大、功能单一、精度低,本文设计出一套基于虚拟仪器的信号处理和分析系统,通过修改信号的类型和参数,就可生动直观地显示出不同的数据、图像和分析处理的结果。该系统已用于现场测试,教学,效果良好。     

双连杆柔性机械臂的变结构轨迹控制

针对双连杆具有柔性前臂的机器人建立了非线性动力学模型，柔性臂所在的动坐标系采用相对坐标系，即悬臂梁坐标系，使得关节的实际转动角度与动坐标系的转动角一致，利于控制方案的实施。基于输入输出线性化，提出了一种关节轨迹变结构跟踪控制方案，该方案考虑了柔性臂弹性变形的稳定性和对参数的变化的鲁棒性。     

采用ADSP－2100系列的双音多频信号接收器

提出了用改进型戈泽尔（Ｇｏｅｒｔｚｅｌ）算法，借助于ＡＤＳＰ－２１００系列数字信号处理器实现双音多频信号接收器的方法，给出了实现原理和框图，讨论了取样点数的选择方法     

表面肌电信号拾取与预处理电路设计

表面肌电信号(SEMG)是指当骨骼肌收缩时,肌纤维所产生的微弱电信号在皮肤表面的募集。一般情况下,表面肌电信号特别微弱,频率主要集中在10～500 Hz范围内,幅值在10～5 000μV,很容易受到工频50 Hz噪声干扰。针对表面肌电信号的特点,采用Ag/AgCl电极拾取SEMG信号,设计了仪表放大电路,带通信号调理电路。实验证明,所设计的电路能有效提取带宽为10～1 000 Hz的表面肌电信号,实现了简捷有效的表面肌电信号拾取。     

实现数字调相系统模拟信号源的一种新方法

本文介绍了一种实现数字调相系统模拟信号源的新方法,即PSK信号波形存贮法.其原理是利用EP ROM直接存贮需要传输的信号波形序列,系统运行时从EP ROM中读出并获得所需要的PSK信号.该方法具有很高的数据传输速率,并可以在很宽的范围内任意选择.在设计PSK或DPSK模拟信号源中获得广泛应用.     

一种新型北斗B2频段信号的设计

AltBOC调制信号具备在上下边带承载不同服务的能力,既可独立接收处理单边带信号达到传统BPSK信号性能,也可联合处理实现更高的定位精度,并作为北斗导航系统B2频段的基线。但是AltBOC也有复用效率低调制复杂等缺点。设计了一种新的具有恒包络的调制方式PS-AltBOC(phase shifted AltBOC),详细阐述了PS-AltBOC的调制原理,给出PS-AltBOC的时域频域表达式,并且与AltBOC对比分析了功率谱密度,抗多径能力,带外损耗性能等。分析结果表明,PS-AltBOC与AltBOC具有相似的功率谱密度、抗多径能力、以及码跟踪能力,当接收机前端滤波带宽在30~150 MHz时,其带外损失小于AltBOC调制。仿真结果表明PS-AltBOC可作为北斗B2频段的候选调制方式。     

手持式红外热像仪系统中视频信号传输反射问题的研究

随着数字电路信号速度的提高,信号完整性,尤其是信号反射的影响也愈加突出.为解决手持式红外热像仪系统中视频信号传输反射的问题,对信号完整性理论进行了研究,并提出了采用端接匹配电阻来减少信号反射的方法.利用EDA工具的信号完整性仿真功能,对该系统进行理论分析和软件仿真.仿真结果表明,端接电阻的设计方案能有效减少信号反射带来的影响.EDA软件仿真能提前发现系统设计中的缺陷,不仅有效地缩短了硬件的开发周期,还大大降低了研发费用.     

基于博弈论的信号配时方法研究

针对信号控制的交叉口,存在高饱和度的相位,且相位间饱和度不同的情况,提出了一种基于博弈论的信号配时方法,实时缓解了高饱和度进口车道的拥堵,降低了进口道延误。对于不同饱和度下的车道,通过解析流量与信号配时的博弈关系,建立了基于博弈论的信号配时模型,设定了新配时方案的迭代步骤以及相关参数的标定。通过算例分析出现状信号配时的效果以及现状车流的需求,饱和度较低的相位博弈分配到的有效绿灯时间降低,进口车道延误上升7.23%;而饱和度较高的相位博弈分配到的有效绿灯时间增加,进口车道延误降低了5.91%;该进口道的总延误降低1.03%,优于原来的信号配时方案     

基于PFRFT周期积累的多相编码信号检测与参数估计

由于多相编码信号存在明显的周期时频分布规律性,在研究该类信号在低信噪比下的检测及参数估计问题时,对分数阶傅里叶变换进行周期延拓,首先结合该类信号的PWVD时频特性,通过分析多相编码信号的PWVD脊线分布特点与多分量LFM信号的关联特性,利用PFRFT对信号平行脊线能量进行积累,再根据积累后的峰值搜索对信号进行参数估计,最后采用与同样参数LFM信号进行RWT后的峰值固定比例结论对检测概率与参数估计精度进行分析。实验证明,该方法不仅成功提高了低信噪比下的多相码信号检测概率,而且五大参数的估计精度也得到了提高。     

提高FFT和谱分析速度及精度的方法

FFT(快速傅里叶变换)是频谱分析的核心。本文讨论提高FFT速度和精度的方法,以此为基础实现的频谱分析,其速度和精度均达到很高指标。其中频谱幅值误差小于1％,1024点复数FFT时间小于250ms,32段谱分析时间仅需5s。