FMCW物位测量雷达距离测量精度的提高(英文)

FMCW物位测量雷达通过差拍信号的频率测量距离 ,根据差拍信号DFT幅度最大值的位置可以粗测距离 .为了提高FMCW雷达的距离测量精度 ,提出了一种基于差拍信号相位的距离估计方法 .对差拍信号分两段进行FFT ,并利用两段信号的FFT在幅度最大值处的相位差消除相位测量中出现的整周模糊 .导出了距离估计均方根误差的计算公式 ,进行了仿真试验 ,试验结果与给出的公式计算结果相吻合     

频率估计的多段差频正弦信号加权融合算法

针对多段差频正弦信号,提出一种基于加权融合的频率估计算法,用以提高低信噪比条件下短时正弦信号的频率估计精度,扩展多段信号融合法的适用范围。为消除各段信号频率不等对频谱分析的影响,根据各段信号间频率差生成差频修正矩阵,对多段差频正弦信号频谱进行同频化处理;为消除各段信号相位不连续对频谱分析的影响,构造具有相位连续特性和降噪特性的加权因子,对同频化的多段差频正弦信号频谱进行加权融合,得到最优加权融合频谱;最后,谱峰搜索最优加权融合频谱,实现高精度频率估计.仿真实验表明,与现有算法相比本文算法估计精度高、抗噪性好、普适性好,特别在低信噪比、短时时宽下性能优良.     

全数字差拍频率测量方法

针对目前卫星导航系统中原子频率标准的高精度频率测量需求,提出一种全数字差拍频率测量方法,对被测标准频率信号直接进行数字采样,以解决模拟差拍频率测量方法受温度影响大的问题。利用最大似然估计实现相位估计,采用相位差分完成频率测量,并引入小波阈值去噪处理进一步提高相位估计精度。研究结果表明:当测量间隔为1 s、估计点数为3 000时的频率测量精度为2.0×10-14/s,经过小波阈值去噪处理后频率测量精度达到10-15/s量级。     

基于改进离散傅里叶变换的实时频率和幅值测量算法

精确快速估计频率和幅值对智能电网的监测和运行至关重要;而频谱泄露会严重影响频率和幅值的测量精度。为此提出了一种基于改进离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)的实时频率和幅值测量算法。首先对考虑频率偏移的DFT算法进行了理论推导。然后为了减弱频谱泄露的影响,对DFT变换结果进行再次计算,给出了频率和幅值计算表达式;为了进一步提高精度,对频率值进行了二次估算。仿真结果表明,该算法能够有效减弱频谱泄露对频率和幅值测量的影响,在不同信号模型下均能得到满足要求的频率和幅值。     

相位法激光测距系统

为了提高测量精度,论述了相位法激光测距的原理和提高测量精度的方法.着重对频率产生电路、差频测相和数字鉴相电路进行了比较深入的分析与讨论.从理论上论证了差频测相的原理,举例说明了数字鉴相对测量精度的影响.最后针对频率漂移、相位测量等原因引起的测量误差,提出了相应的解决措施,提高了系统的测量精度和稳定性.     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。     

频谱校正中频率-幅值估计的一种新方法

指出了导致频谱误差的根本原因是标准DFT计算中的频率初始点为零,并由此提出一类新的频谱校正方法——初始频率扫描法,包括单频率估计方法和全频段估计方法.该方法以幅值最大为判据准则,以一个频率分辨力为寻优区间,通过调整DFT计算的初始频率点实现对频率和幅值的最优估计.验证结果表明,该方法估计精度较高,能够稳定保持在10-3数量级,且估计精度对信号点数的要求不高,同时,噪声的强烈程度对估计精度影响并不显著,说明该方法具有很强的实用性.     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.     

基于CZT的基波频率测量—更小运算量算法研究

由于周期信号的频谱是线谱,用FFT计算频谱时,需要设置采样频率是基波频率的整数倍,才能采样一个基波周期以最小运算量精确的计算出谐波幅度及相位.本文把CZT算法用于周期信号基波测量,提出了一种小点数多次CZT的运算方法,用4倍的基波频率采样,采样16点施加汉宁窗,合理设置计算路径,在估计的频率范围内求10点CZT,把求频谱的运算量集中在真实谱线附近,多次循环从粗测到细测逐步缩小计算范围提高精度,将计算误差控制在要求的范围内,最后把计算结果经过换算得到基波的频率.仿真结果说明该算法精度高,运算量小,优于直接FFT算法.     

加窗加权插值离散傅里叶变换在波长扫描干涉仪中的应用

针对现有的波长扫描干涉仪在采样范围内信号周期数较少时含有比较严重的信号频谱泄漏,导致较大的恢复误差的问题,提出一种基于加窗加权插值离散傅里叶变换(DFT)的频率估计的光程差恢复算法,该算法在信号采样长度为2～3个周期时仍能很好地抑制频谱泄漏．仿真结果显示：当周期数较少时,该算法恢复精度相比于现有的傅里叶变换相位斜率法有很大提高．对平面镜及单刻线标准样板的测量实验显示：加窗加权插值离散傅里叶变换算法达到约10 nm的恢复精度,进一步验证了该算法在波长扫描干涉仪的光程差恢复中有很好的应用价值．     

用数字信号处理技术实现电源频率的无噪声检测

常规的测量电源系统工作频率的方法易受噪声和谐波的影响。该文介绍一种用来测量电源系统工作频率的新方法。该方法基于数字信号处理技术,采用滑动数据窗算法,能对电源频率附近40Hz范围内频率信号进行正确地无噪声检测,并易于用现有技术实现。文中详细介绍了该测量系统的设计、算法以及采用数字信号处理技术的实现方法。     

无创伤性微机分析系统用于诊断心血管疾病的研究

为了从心电和血脉搏的同步采集信号中提取有诊断心血管疾病价值的特征参数,设计了信号采集器和计算机数据处理系统.该系统可以无创伤性地对心电和血脉搏信号实现连续同步采集、波形滚动和冻结显示、数据保存和处理.处理功能包括在时域中对各时间间期、峰值比率、幅相关系和延迟时间的计算分析和相关分析,在频域中对信号的自功率谱和互功率谱的分析.初步临床试验和计算结果表明,一些参数可构成定量分析,并作为对传统诊断心血管疾病方法的有力的补充.     

多功能数字频率计的设计与研究

为精准测量信号频率等参数,设计了一种以STC89C52RC单片机为控制核心、由三极管3DG120、施密特触发器74HC14和分频器74HC4040等构成信号处理电路,可以测量信号频率、周期、脉冲宽度等参数的多功能数字频率计。该频率计通过RS232串口将单片机测量的数据传送至上位机,利用上位机软件集中显示所测信号的频率、周期、脉宽、占空比等各参数测量值并描绘出所测信号波形,给出了单元模块设计电路和配套的软件设计,并提出小信号测量时抗干扰的一些办法。实验表明,系统结构简单,是对电子计数器多功能和多用途的扩展型设计和研究,频率测量误差低于0.1%,达到设计技术指标,具有良好的人机交互性,其中信号频率测量范围为1~50MHz,可测小信号,幅值低于0.5 mV,能满足实际测量要求。     

步进频信号处理的多普勒补偿新方法

提出一种步进频信号处理中多普勒效应补偿的新方法.根据时间-频率二维数据矩阵中包含的距离、速度信息,利用不同距离单元的主杂波谱线所处的滤波器号几乎相同,且所占的距离单元数比较多的特点,采用FFT快速数字信号处理算法,实时、准确地得到多普勒频率的补偿值,从而对步进频信号处理中多普勒效应进行补偿.仿真实验结果表明,该方法简单有效,并已应用于毫米波火控雷达信号处理系统中.     

基于DFT的科里奥利质量流量计信号处理方法的改进

科里奥利质量流量计是一种直接测量质量流量仪表 ,但是 ,该仪表存在的主要问题是信号处理方法不能从含有噪声的信号中准确提取流量信息。为此 ,人们采用基于 DFT方法处理科里奥利质量流量计的信号 ,并且对此信号处理方法进行改进 ,提出一种容易实现和比较准确的频率跟踪方法 ,以保证数字信号处理精度     

电子计数法测频提高测量精度的分析

本文通过误差分析,说明电子计数法直接测频和通过测周期得到频率的两种方法,其测量精度主要取决于被测信号与闸门信号不相关引起的量化误差.虽采取相应的措施,可在一定的条件下提高测频精度,但受到各种条件的限制,难以实现宽频带、高精度测量.而在直接测频基础上发展的多周期同步测频方法,由于闸门与被测信号保持同步而消除了对被测信号计数所产生的±1个字的量化误差,实现了频带内的等精度和高精度测频.     

飞机发动机轴承滚动体故障诊断的MATLAB实现

主要论述小波变换在信号处理方面的优越性,并通过MATLAB对飞机发动机轴承滚动体故障检测数据进行降噪处理。实验结果表明,对于在频谱图上难以找到其相应的明显频率成分的准周期故障信号,利用小波变换的多重分辨率特性,使故障成分的细节信号得到放大,对比该频率和故障情况下计算出的故障频率可以找出故障的原因。     

玻璃缺陷CCD检测系统及信号处理方法的研究

本文介绍了玻璃缺陷的 CCD 自动检测原理、系统设计原则及信号处理方法。方案中用 FIFO 解决缺陷密度增高时微型计算机的实时处理能力差的问题,利用微型计算机实现缺陷检测信号与切割信号自动同步。     

Hilbert-Huang变换与大地电磁信号的时频分析

将Hilbert-Huang变换引入大地电磁信号的时频分析中,介绍HHT(Hilbert-Huang transform)时频分析原理及方法,给出仿真信号的经验模态分解及其时频分布,并对实测大地电磁信号进行HHT时频处理与剖析.研究结果表明:Hilbert能量谱随时频的具体分布具有很强的非稳态动态变换时频刻画能力;时频谱的时间、频率分辨率不受Heisenberg测不准原理的限制,且其时间、频率分辨率都很高,有很好的时频聚集性;HHT方法能用于描述大地电磁信号的非线性时变特征,是大地电磁信号时频分析的有效工具.     

波导环境中利用匹配场处理技术的声源定位研究

采用现代信号处理技术及水声物理学的交叉内容形成匹配场处理技术，用来进行声源定位。运用数值方法进行简正波分解得到各阶简正波的特征值与特征函数，进而求得远距离声场，并采用Bucker检测因子(DF)方法对假定声源进行了计算机定位仿真。这一方法，具有精度高、低频计算快的特点，特别是在远距离有关的环境。