8 mm脉冲磁控管测云雷达测速多普勒化

8 mm磁控管发射样本中频信号的起始相位随机分布,脉间频率抖动范围为±2 MHz ,脉内频率变化为500 kHz。为了克服这些问题,提出了一种适合于国内第一套毫米波 脉冲 磁控管测云雷达的测速多普勒化算法,幅度信息从回波数字下变频经低通滤波器后直接提取 , 相位信息由零中频回波IQ信号与发射样本IQ信号进行复卷积提取,并算法仿真结果表明多 普 勒频率误差不超过4 Hz。基于FPGA技术实现了测速多普勒化算法,利用高速缓存的设计 思想 实现了复卷器的优化,利用CORDIC算法实现了幅度与相位的高精度提取,并完成了算法在实 际 雷达系统中的测试,雷达的脉冲重复频率为1 000 Hz,多普勒频率在-496～500 H z范围内,雷 达终端显示的速度值与理论值一致;回波信号幅度值为-76～6 dBm,得到的速度值 与理论值 一致。经过该算法处理的地物杂波回波的多普勒速度在零值附近分布,云体目标的回波速度 图清晰可见。该算法已经成功应用于8 mm脉冲磁控管测云雷达系统。     

一种高频谱纯度的C频段宽带频率合成器设计

为了提高频综的频谱纯度,提出了一种新型多级子谐波混频锁相环的设计方法,研制了一款超低相噪频综。介绍了该频综的设计方案,分析了关键技术,仿真和论证了相位噪声和杂散抑制等主要指标,最后对该频综进行了研制和实际测试。测试结果如下：工作频率为4 500~7 600 MHz,频率步进小于1 kHz,相位噪声优于-123 dBc/Hz@25 kHz,频率切换速度小于75 μs,杂散抑制大于70 dB,均满足设计要求,设计方案比较合理可行。采用该方法设计的频综具有小步进、低相噪、换频速度快、低杂散等特点,可用于高性能电子战接收机中,具有广阔的应用前景。     

PVDF压电薄膜传感特性研究

聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜是一种压电高分子材料,它具有独特的压电效应,被广泛应用于振动测量等各个领域。但对于压电薄膜在受到外加应力时其输出特性的研究较少。该文理论分析了PVDF压电薄膜的传感机理和电路等效模型;然后利用COMSOL软件进行仿真;最后实验研究了PVDF压电薄膜在不同激励振幅、激励频率及外加应力下的动态响应。研究结果表明,压电薄膜输出信号的幅值与薄膜振幅成线性关系,与所受外加静态应力无关。     

多倍直流偏置电压对碳纳米管薄膜声源的影响

针对碳纳米管薄膜声源系统的输出声信号频率失真问题,提出在交流信号上施加多倍直流偏置电压的方法。从热致发声原理入手,利用碳纳米管薄膜声压理论,分析出增加多倍直流偏置电压后,输出信号中的一倍频与二倍频声压幅值,并探究两者幅值比变化规律。实验结果表明,随着输入频率和直流偏置电压增加,输出声信号中两者幅值之比亦增加,当直流偏置电压是交流电压的两倍后,输出声信号波形与输入电信号近似一致,较好地解决了频率失真问题;同时,输出声压级也有较大幅度提升。     

多倍直流偏置电压对碳纳米管薄膜声源的影响

针对碳纳米管薄膜声源系统的输出声信号频率失真问题,提出在交流信号上施加多倍直流偏置电压的方法.从热致发声原理入手,利用碳纳米管薄膜声压理论,分析出增加多倍直流偏置电压后,输出信号中的一倍频与二倍频声压幅值,并探究两者幅值比变化规律.实验结果表明,随着输入频率和直流偏置电压增加,输出声信号中两者幅值之比亦增加,当直流偏置电压是交流电压的两倍后,输出声信号波形与输入电信号近似一致,较好地解决了频率失真问题;同时,输出声压级也有较大幅度提升.     

基于阻抗分析法的电桥式涡流检测系统研究

涡流检测技术采用频谱丰富的正弦信号作为激励源,响应中包含多个频率成分,增强了涡流检测的抗干扰能力.将涡流检测技术、数据采集技术与虚拟仪器技术有机结合起来,开发了适用于在线检测的涡流检测系统.系统由脉冲涡流检测硬件电路、PXI总线系统以及相关软件组成.硬件电路可产生性能良好,频率、幅值稳定的激励信号,频率范围为0～5 M...     

X频段高频谱纯度频率合成器设计

针对高灵敏度接收机对频率合成器的高技术指标要求,构建了一种融合了直接模拟、直接数字以及间接数字的频率合成技术方案,根据该方案,成功实现了频率合成器的工程研制。通过测试,频率合成器相位噪声达-112 dBc/Hz@5 kHz,杂散抑制优于-75 dBc,频率分辨率小于1 kHz,10 MHz跳频时间约为13 μs,满足了高灵敏度接收机对频率合成器的高技术指标要求,为高纯度频率合成器的实现提供了一条新途径。     

频谱分析仪——频域测量的最重要工具

频谱分析仪是频域测量的最有效和性能最高的仪器,它测量信号的幅值随频率的变化,这就涉及功率、频率、谐波和噪声。为了测量的方便,频谱分析仪还提供与扫频同步的信号输出,既是测试器也是激励源。随着近年通信和网络的迅速发展,频谱分     

基于FPGA的π/4DQPSK跳频调制器的设计与实现

将π/4DQPSK调制与跳频技术相结合,设计了π/4DQPSK跳频调制器。利用FPGA实现了 π/4DQPSK基带跳频调制,并由AD9957完成正交调制、数模转换和一次上变频。设计了 乒乓 方式上变频调制器完成二次上变频及跳频调制。实测结果表明,跳频频率误差小于1 Hz ,换频时间小于2 μs, 瞄准干扰信噪比为8 dB时,误码率低于10-4。     

压电谐振器数字化闭环驱动电路

为使微机电系统(MEMS)压电谐振器工作在谐振频率点并使其输出信号幅值稳定,该文采用基于现场可编程门阵列(FPGA)数字化的双闭环控制算法来实现共振频率跟踪和稳幅激励,数字化双闭环控制算法包含锁相闭环算法和稳幅闭环算法;采用模数转换器(ADC)对压电谐振器输出信号采样,使用两路正交信号对被采样信号的相位和幅值解调;采用数字锁相环技术实现了压电谐振器谐振频率的跟踪激励。为减小压电谐振器在谐振处输出信号幅值的波动,采用数字稳幅技术实现了压电谐振器输出信号幅值的稳定控制。实验结果表明,电路能将驱动信号和输出信号相位差锁定在93.89°~95.95°,输出信号的幅值稳定在496~504 mV,达到了很好的谐振频率跟踪和稳幅效果。     

基于SeeSV噪声定位技术的电机噪声测试

针对驱动电机某一运转工况的噪声声压级与电机噪声频率的测试问题,提出了一种运用声学照相机SeeSV与传声器相结合,并同时检测电机振动信号的测试方法。通过选取SeeSV的不同频段对噪声源进行定位识别,分离出驱动电机的噪声频段,运用传声器测定电机的噪声强度,并用振动信号对声压信号进行验证。测试结果表明,用SeeSV和传声器相结合的方法,可在复杂噪声中识别出驱动电机的噪声频率为2 66625 Hz,声压级为607 dB,对工程噪声的评价具有实践意义。     

一种纵向共振光声池谐振频率测量方法

为了快速准确测量共振光声池的谐振频率，采用基于共振声谱的光声池谐振频率测量法，搭建了光声光谱检测系统和共振声谱检测系统。对影响测量准确性的因素进行了实验分析。在不同气体体积分数的情况下，分别采用共振声谱法和光声信号强度标定法测量光声池的谐振频率。结果表明，共振声谱法测量的光声池共振频率与声信号激励电压、声源传播距离及角度无关；在5种不同体积分数的乙炔气体条件下，所测得的光声池谐振频率与通过光声信号强度法的结果最大偏差为1.1Hz，可认为两种方法测量结果具有一致性。该方法简单快速、可靠和准确，可用于确定光声池谐振频率。     

相位解调实现低频水表面声波振幅探测

为了实现低频水表面声波振幅准确探测和时变声信号的跟踪识别,提出了一种基于相位解调的激光干涉探测方法。该方法在参考光路中引入高频载波,利用相位生成载波技术的反正切解调算法,并结合高频载波初相位和调制深度的测定,可实现水表面声波的准确识别。在实验室环境下搭建了一套水表面声波探测系统,实验结果表明:该方法对水表面声波微振幅的测量重复性不超过1 nm。同时该系统能够实时跟踪水下声源的变化,对幅度受到正弦调制的水下声源信号进行了水表面声波振幅检测,实验结果证明了该方法识别时变声信号的正确性。     

基于二进制编码的管道缺陷超声检测方法研究

脉冲信号激励的超声波用于管道缺陷检测时,存在平均发射声功率小及探测信号频带单一的局限,且在多发多收的阵列检测场合,很难确定接收回波的发射源,不利于被测体全声场的声学特征参数解算。为此,提出了采用正弦波频率调制的二进制超声编码方法检测管道缺陷。建立传感器编码激励响应的数学模型,通过仿真得到了传感器在不同激励频率、分数带宽和码位数下的幅频响应规律,并实现了对接收信号的有效区分和发射声源的有效标识。将该方法用于管道缺陷的超声检测,实现了管道不同种类缺陷的有效检出和发射声源的有效标识,并分析了二进制编码激励方式下缺陷对不同频带的敏感性。统计结果表明,2~4位码对管道渗漏孔和裂纹缺陷的检出率高于62%,对回波信号的标识正确率高于97%。     

低频荷载下PVDF压电薄膜检测电路的研究

针对PVDF压电薄膜传感器内阻大、低频荷载下输出信号微弱以及易受外界噪声干扰的问题,设计了一种由双电容负反馈差分电荷放大电路和二阶低通滤波电路组成的检测电路。在0.2 ~20 Hz低频荷载下分别用该检测电路和传统检测电路对PVDF压电薄膜传感器进行检测,并将实验结果进行了对比分析。结果表明,该检测电路的输出电压幅值提高了90%,且具有较强的抗干扰能力,能降低后级电路信号处理的难度。     

一种电容式声压水听器的热粘性声学仿真研究

为了满足多领域中水下复杂环境声压检测的需要,提出了一种基于微机电系统(MEMS)的电容式声压水听器,开发出注油孔及注油沟道设计,将传感器封装于硅油中,通过平衡振动薄膜内外压强可以提高其耐受静水压能力。使用Comsol Multiphysics仿真软件对水听器建模,采取热粘性声-结构多物理场对传感器进行静态分析、模态分析及谐波声信号扰动下的灵敏度分析,在用有限元法分析模型时考虑了热效应与粘滞效应对小尺寸声学换能器的影响,使仿真结果更具说服力。得到了在幅值为10 Pa,频率在1 Hz～10 kHz的谐波声信号扰动下水听器的接收灵敏度为-147 dB。仿真结果表明,设计的电容式声压水听器据有高灵敏度和宽频带等特点,可以满足不同领域对水下低频声压信号的测量需求。     

音叉式石英晶振谐振频率的非电学快速测量方法

设计了声激励和光激励两种非电学快速测量音叉式石英晶振谐振频率的方法。不同于传统的电激励测量法,在外部激励源激发音叉振动同时,使用一束探测光把音叉振臂的振动信号转化成光强变化信号,从而避免了在测量中压电效应的使用。在声激励实验中,对比了不同的声波发生器和有无导声管的激励效果,优化了声波激发位置;在光激励实验中,研究优化了光束激发的位置。     

液体中激光声传输特性

为了了解激光声在液体中的传输特性，理论分析了激光声的传输特性，并采用高速照相机、光纤MEMS水听器对激光声进行了实验研究，利用小波变换对采集的不同位置上的激光声信号各级频谱特性进行了分析。结果表明:激光声属于一种脉动球源，激光声信号传输过程中幅度与距离成反比关系；激光声的分析频带内存在明显的优势频率，峰值频率稳定在3.1 kHz，带宽稳定在3 kHz；低频信号的能量占总能量的70%以上，高频部分主要是噪声；从功率谱波形分析看，低频信号的强度幅值随时间、距离变化衰减较慢，而高频噪声随时间、距离变换衰减较快。     

高一致性低噪声多路水声信号预处理设计方法

随着水下探测技术的发展,对于多路微弱水声信号预处理的指标要求越来越高。由于运算放大器和RC网络组成的高阶数带通滤波器,需要大量的外接电阻和电容,在较多通道数量的应用条件下,通道间的信号幅度和相位一致性很难控制。提出了一种新的高一致性低噪声多通道信号预处理方法。经过实验分析,在等效输入噪声、幅频特性、相频特性等方面效果很好,能够达到要求的技术指标。该方法能够在高一致性低噪声的多通路水声信号预处理中得到广泛的应用。