全相位时移相位差频谱校正法

为精确估计噪声背景下正弦信号频率、幅值、初始相位,提出了基于全相位FFT谱分析的时移相位差频谱校正法．此方法需对存在时移关系的两输入序列分别进行全相位FFT,直接取主谱线的相位值无需校正即可得到初始相位的估计;利用主谱线上的相位差值即可获得精确的频率估计．同时阐述了传统相位差法向全相位时移相位差法的衍生关系．由于全相位FFT具有良好的抑制频谱泄漏特性,因而该法的频率和相位估计精度非常高,无噪时频率误差处于10^12分辨率级,相位误差可达10^-9度．     

基于全相位FFT时移相位差的电网间谐波检测

电网间谐波所造成的危害越来越引起人们的重视,电网间谐波的实际测量结果是间谐波问题研究的主要依据。为克服传统FFT检测间谐波误差大的缺陷,提出一种全相位FFT(apFFT)时移相位差的间谐波检测方法。用apFFT算法,同时调整采样率能抑制包括基波的所有0.1次整数倍谐波的频谱泄漏,用主谱线的相位差来校正频率值和幅值,相位值无需校正,直接取apFFT主谱线上的相位值。此算法概念清晰,结果直接,具有抗谐波间干扰强的优点。仿真结果表明,该方法能高精度地检测间谐波的大小、相位和频率,为电网间谐波检测和分析提供了一种新的有效途径。     

全相位FFT时移相位差频谱校正分析及改进

全相位快速傅里叶变换(apFFT)拥有良好的频谱泄漏抑制能力.然而,现有全相位时移相位差校正方法只能在特殊时移位发挥效果,未能完全消除相位测量中的相位模糊,在部分情形下校正结果会出现较大偏差.针对该缺陷,对全相位相位差校正进行理论分析,提出了利用相位压缩运算在时移位数L不大于有效数据点数N时消除相位模糊的一般性校正方法,并对能省略相位压缩运算的时移1位和N位两种特殊情形进行分析.数值仿真结果表明,改进后方法的稳定性明显优于改进前,无噪时时移N位和时移1位的频率校正误差可到10~(-7)数量级.     

基于频移迭代的微波多普勒谱中心频率估计算法

为了准确估计回波多普勒谱的中心频率,提出了一种基于频移迭代的中心频率估计方法.该方法以谱矩法估计频移为初值,逐次改变积分区间,在每次迭代中都利用谱矩法估计其频移,直至估计的频移结果收敛,并将该结果作为中心频率.仿真结果表明:相比于目前常用的谱矩法和最小二乘多项式拟合法,频移迭代法估计中心频率效果更佳,其平均绝对误差和均方根误差均更小,且该方法估计精度不受频率分辨率约束.将该方法应用于微波多普勒测波雷达中,并得到了海浪参数.实验结果证实:利用频移迭代法估计中心频率,可以探测得到更准确的有效浪高和平均浪周期.     

一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法

针对影响射频窄带信号时延估计精度的3个主要因素：中频偏差、信号带宽及信噪比,提出了一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法.其采用平方倍频法分别估计两路信号的中频,通过频差补偿消除中频偏差对时延估计精度的影响;利用线性调频Z变换（CZT）在有限带宽内增加时延估计的有效点数;并针对相位法自身的特点利用Kalman滤波器优秀的抗噪声特性提高时延估计的精度.理论分析和实验仿真均验证了该方法的有效性.     

基于相位差谱合成时频非平稳地震波

人工合成满足工程需要的地震波一直是动力分析中的重要课题。分析了实测波相位角和相位差的分布形式。介绍了基于相位差谱合成人工波的过程,包括初始波生成、初始波修正和基线修正。并以此编制人工地震波合成程序。利用已有地震波的相位差谱和反应谱合成新地震波,得到的地震波与原地震波趋势十分相似。验证了该方法的可行性和程序的正确性。最后结合实际工程,利用该方法合成满足工程需要的人工波。     

基于异频相位处理的高精度频率测量系统

提出了一种基于异频相位处理的高精度频率测量系统的设计方案.在异频鉴相技术的基础上,通过脉宽调整电路减少相位重合点簇中的脉冲个数和附加相位控制电路有效捕捉最佳相位重合点,降低了计数闸门动作的随机性,极大地提高了系统的测量精度.新方案结合现场可编程门阵列片上技术,既保留了相位重合检测技术克服±1个计数误差的优越性,同时也提高了测量速度,简化了测量设备,降低了成本和功耗.实验结果和分析表明了新方案设计的科学性和先进性,其实际测量精度可达10-13s-1量级,明显优于传统测频方法的测量精度,具有广泛的应用和推广价值.     

基于全相位的超声波流量计时延估计

针对在实际的超声波传输时间的测量中,接收波形起始点不能确定,导致脉冲计数不准的问题,提出全相位相位差时延估计方法,根据全相位的"时不变特性"得到超声波信号的时延估计。首先分别对超声波正逆程信号做全相位频谱分析,根据频谱分析的结果计算出正逆程信号的相位差,再根据相位差与时间差的关系推导出时间差,得到超声波信号的时延估计。当超声波流量计的基波频率为1 MHz,采样频率为12. 5 MHz,采样点数为507,A/D采样位数为11位时,用该算法分别求超声波大流量数据、干扰数据、静态水数据的时间差,实验结果表明,该时延估计方法能有效地减小超声波传输时间的测量误差,测量误差分别约为33、44、6. 5 ns,比数据延拓式相关法的时间差测量精度高,从而提高超声波流量计的流量测量精度。     

基于电平交叉率的多普勒频移估计方法

针对在莱斯信道下对接收信号进行最大多普勒频移估计的需求,提出基于电平交叉率的传统多普勒频移估计方法,引入循环迭代的思想使得接收端的滤波器带宽达到最优,接收信号通过最优滤波后,再进行基于电平交叉率的多普勒频移估计,大大减缓了噪声对估计性能的影响.改进算法的复杂度虽然有所提高,但在莱斯信道下,其比传统的多普勒频移估计算法更能准确估计出接收信号的多普勒频移,仿真结果验证了算法的有效性和优越性.     

子阵和相位平滑的相位差方向估计方法

针对相位差波达方向(DOA)估计方法(PDM)的均方根误差偏离克拉-美罗界较多的问题,提出了子阵和相位平滑的相位差方向估计方法(SUPDM).首先将阵列接收信号转换到频域,并把阵列划分为若干子阵,然后对各子阵中心频点处的频谱作相干平均后得到各子阵的输出频谱,再求取输出频谱的相位并进行纵向相位平滑,以平滑后相位的最大最小值的差值的倒数作为方向估计算子,最后采用角度搜索得到方向估计算子的峰值所对应的角度,即为SUPDM的方向估计结果.在不同信噪比和不同角度间隔下,SUPDM的方向估计性能均优于PDM,当存在频谱泄漏时,SUPDM的成功分辨率仍高于PDM和常规波束形成算法.仿真结果表明,在单源入射、信噪比为-5dB时,SUPDM比PDM的均方根误差小0.03°.     

基于正交相移的多频外差结合相位编码的相位解包方法

条纹投影轮廓术中的双频外差法被广泛用于相位解包,为了解决双频外差解包时频率选择的苛刻条件,提出正交相移的多频外差结合相位编码的相位解包方法。使用5帧正弦条纹图提取两种频率的包裹相位,对这两个包裹相位进行外差得到一个新的包裹相位;使用相位编码对外差后得到的包裹相位进行相位解包,并根据解包的外差相位作相位展开。仿真结果表明：正交相移的多频外差结合相位编码的相位解包方法不仅能够正确解包相位,而且频率可以任意选择,投影的条纹图更少,速度更快,能够实现对目标物体的高精度测量;另外,相比现有的解包方法,还不用满足外差相位需要覆盖整个视场范围的要求。     

基于自相关函数相位的频率估计方法方差分析

为了分析基于自相关函数相位频率估计方法的性能,推导了加性高斯白噪声背景中正弦信号观测数据的相关函数相位噪声的表示式,得到了相位噪声方差的计算公式和基于自相关函数相位的频率估计方差的计算公式,给出了此类频率估计方法的估计方差与信噪比、观测数据长度以及对相关函数相位差进行平滑时利用的相关函数的点数关系.仿真结果与该文给出的公式计算结果吻合很好.     

基于全相位的超声信号的时延估计

针对在实际的超声波传输时间的测量中,接收波形起始点不能确定,导致脉冲计数不准的问题,提出全相位相位差时延估计方法,该方法根据全相位的“时不变特性”得到超声波信号的时延估计。首先分别对超声波正逆程信号做全相位频谱分析,根据频谱分析的结果计算出正逆程信号的相位差,再根据相位差与时间差的关系推导出时间差,得到超声波信号的时延估计。当超声波流量计的基波频率为1 Mhz,采样频率为12.5 Mhz,采样点数为507,A/D采样位数为11位时,用该算法分别求超声波大流量数据、干扰数据、静态水数据的时间差,实验结果表明,该时延估计方法能有效地减小超声波传输时间的测量误差,测量误差分别约为33 ns、44 ns、6.5 ns,比数据延拓式相关法的时间差测量精度高,从而提高超声波流量计的流量测量精度。     

卫星移动通信多普勒频移补偿研究

针对卫星通信系统中,多普勒频移过大对通信过程造成严重影响的问题。在传统多普勒频移补偿思想的基础上,通过分析信号传输过程中影响多普勒频移估计值的因素。提出了一种改进的多普勒频移补偿方案。该方案通过使用最大似然估计法对用户链路上的收发信号进行多普勒频移估计。并使用该方案对Iridium系统,GEO（geostationary earth orbit）系统的反向通信链路上的多普勒频移进行计算,得出频率补偿误差。仿真结果表明,当统计点数N=3500,信噪比SNR=8 dB时,经改进后,频率补偿方案在Iridium系统与GEO系统中的频率估计误差与传统频率补偿方案中的频率估计误差相比较,分别降低了50%与42%。因此,改进后的频率补偿方案与传统频率补偿方案相比,多普勒频率估计精度更高,更有利于卫星信号的精确跟踪和解调。     

二进制移频键控信号相位连续性的研究

电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高等优点,在交流调速系统得到广泛应用。针对SVPWM调制方法的实现,介绍了工作原理,设计了WINDOWS下基于运动控制卡的控制算法实现,选择Windows下对 DSP2812实时控制方法。并利用VC6.0以对话框形式编制了程序,实现了交流电机的控制。     

基于旋转不变技术实现频率/相位差/幅度比联合估计

提出一种联合估计多个正弦波信号的频率/相位差/幅度比的算法.该算法首先将幅度比估计转换为相位估计,然后形成特定的数据矩阵,由各分块矩阵之间的关系,利用旋转不变技术(ESPRIT)实现频率和相位的估计,通过对相位进行分离获得各谐波分量对应的相位差和幅度比的估计.计算机仿真结果表明,当S/N增大时,频率、相位差和幅度比估计值的标准误差均趋于0.ESPRIT方法可用于估计雷达信号的多普勒频率、相位差和幅度比,并由此得到目标的运动参数.     

LEO-GEO卫星间的多普勒频移估计

在相干光通信系统中,由于不同轨道的卫星间距离、速度的变化会产生较大的多普勒频移,所以需要预先通过精确的频偏估计,防止OPLL失锁,由开普勒定律可以得到卫星的位置矢量和速度矢量,然后采用ECI坐标系转化为ECEF坐标系的方法得到卫星的相对速度,并根据多普勒频移的原始定义进行计算,得到准确的多普勒频移范围大约为8 GHz。     

基于MATLAB的OFDM多普勒频移估计算法仿真分析

在移动正交频分复用OFDM系统中,该文介绍了基于循环前缀的最大多普勒频移估计算法,并运用MATLAB软件搭建系统仿真平台进行仿真分析,仿真结果表明：在假定系统符号已经同步的情况下,循环前缀长度的选取对多普勒估计的精度有一定的影响。     

基于铷饱和吸收光谱分析谱线频移的频率标尺

针对示波器接受光电信号时,横坐标显示的是扫描时间,不能直接分析信号频移量的问题,设计了铷原子的饱和吸收光谱实验,并在示波器上同步接收法布里-珀罗腔的干涉条纹和铷原子D2线的饱和吸收谱线信号.利用实验上观测到的87 Rb D2线F=2的6个饱和吸收峰和已知的铷原子超精细能级结构确定频率标尺,计算了85 Rb D2线吸收峰之间的频率差及法布里-珀罗干涉条纹的自由光谱范围.结果表明,实验上确定的频率标尺与理论相符,饱和吸收光谱可用于标定基态到激发态跃迁谱线的频移量,而通过饱和吸收光谱计算得到的自由光谱范围则可作为激发态能级跃迁的频率标尺,分析激发态能级跃迁的频移.     

基于阵列导频的正交时频空调制信道估计算法

正交时频空调制(orthogonal time frequency space modulation, OTFS)系统中,发送端嵌入少量高能量导频,并在导频周围预留保护符号的导频结构,会导致OTFS信号峰均比(peak-to-average power ratio, PAPR)高。基于导频和数据叠加的导频设计结构,可以降低发送端信号峰均比,但接收端信道估计复杂度高。为降低OTFS信号峰均比和信道估计复杂度,设计了一种基于最佳二进制阵列(perfect binary array, PBA)的导频结构和信道估计算法。在发送端,通过将导频能量均匀分布在一个阵列的多个导频中,降低了OTFS信号峰均比。在接收端,利用最佳二进制阵列导频的理想自相关特性,通过移位相关操作,分离信道多径和聚集每条信道径的能量,并抑制噪声和残留多径间干扰,以较低的计算复杂度实现较高精度的信道估计。相较于现有的一些导频结构及其信道估计算法,在牺牲一定的信道估计精度情况下,所提方案有效降低了OTFS信号的PAPR和信道估计复杂度。