斜坡类信号频谱分析时应注意的一个问题

斜坡类信号属功率无限信号,针对常见于各种复变函数与积分变换类教科书中此类信号的傅里叶变换结果提出了质疑,认为以傅里叶变换所体现的此类信号的频谱特性不具有实际意义或应用背景。通过对傅里叶变换基本定义、运算性质、物理意义以及斜坡信号频谱特性的分析,表明在信号频谱分析过程中,傅里叶变换这一频谱分析工具不一定适用于功率无限信号。     

利用稀疏傅里叶变换的哈希映射法的宽带频谱感知算法

宽带频谱感知一般要求对高达数 GHz带宽信号进行频谱分析,信号的采样点数大,计算量大。稀疏傅里叶变换算法利用信号频谱稀疏性,高效计算宽带信号频谱,其计算复杂度低于快速傅里叶变换算法。本文详细研究了稀疏傅里叶变换的哈希映射法,证明了频谱重排性质。为了降低频谱漏采的概率,需先对信号进行频谱重排和时域加窗处理;然后进行时域混叠以实现频谱降采样;最后利用哈希反映射和循环投票方法尽可能准确地从降采样的频谱中恢复宽带信号原频谱,从而实现频谱感知。仿真结果表明当采样长度由1024点增加到2048点时,本文方法的运算时间分别比OMP算法减少约19倍和47倍。      

从DFT导出过程和频谱分析谈DFT教学

信号处理中离散傅里叶变换DFT是一个重要的计算手段,可以完成很多计算,包括对连续时间信号的频谱估计。这在教学中是一个重点和难点。本文构建了由连续时间傅里叶变换CTFT和离散时间傅里叶变换DTFT导出DFT的过程,通过一系列操作和推导,以此理解DFT和DTFT以及离散时间傅里叶级数DTFS的密切联系,并深刻体会利用DFT做频谱分析的特点和考虑。     

低频电磁信号的频率细化技术

在低频电磁信号中,为了得到某一个窄带内频谱的精细结构,提高频谱的频率分辨率,满足良好的实时性要求,文中提出了基于快速傅里叶变换算法的频率细化技术。通过复调制频率细化,将某一局部频谱放大,以便对低频电磁信号的频谱进行快速、准确的分析。利用复调制频率细化方法,对低频电磁信号进行Matlab仿真,其仿真结果表明,该方法比线性...     

基于小波变换的频谱细化分析方法

小波理论是傅里叶分析这一学科半个世纪以来的工作结晶，已成功应用于信号分析、图像处理及非线性科学等方面。本文基于小波变换可提取信号所需频率成分的特性，提出了小波变换频谱细化方法，文中介绍了小波变换频谱细化的原理和步骤，进行了计算验证，并与复调制ZOOM－FFT方法进行了比较，结果表明，小波变换细化谱方法，可得到比复调制ZOOM—FFT方法更细密的结果，小波变换细化谱方法实现起来更简单、容易，但计算量较大。     

窗口傅里叶变换的三维面形测量

由于窗口傅里叶变换具布局部分析特性，且局部谱比全局的谱更简单、更不容易频谱混叠。本文提出在基于频谱分析的三维面形测量中，用窗口傅里叶变换（WFT）代替传统的快速傅里叶变换（FFT）去获取三维物体面形分布。理论分析和实验结果表明：窗口傅里叶变换不但可以减小频谱混叠对测量精度的影响，并且若在窗口傅里叶变换的处理过程中，设置合理的“门限”，还能够有效的抑制噪声。从而在一定程度上保证了基于频谱分析的三维面形测量的精度。     

一种改进的毫米波引信分数阶频谱细化算法

毫米波线性调频系统普遍采用“差频–快速傅里叶变换(FFT)”进行信号处理,但是当目标与雷达之间存在相对运动时,差频信号包含了目标的距离和速度信息。利用传统的FFT变换进行速度距离解耦合操作,效果并不理想。针对此问题,介绍了分数阶FFT和基于这一变换的调频信号检测原理,提出一种改进的分数阶傅里叶域局部频谱细化方法。仿真结果表明,该频谱细化算法在相同的FFT变换点数下,能够获得更高的频谱分辨率,而频谱分辨率相同时,该算法的计算量更少。     

傅里叶分析的发展与现状

在计算机技术的支持下傅里叶分析得到了充分的发展。离散傅里叶变换(DFT)奠定了工程应用的基础;快速傅里叶变换(FFT)使其进入到了实用阶段。21世纪以来,高速微处理器使得速度不再是制约傅里叶分析的主要因素。由于高端科技对高准确度分析的需求,解决非同步采样条件下频谱误差问题成了现阶段最为迫切的任务。已有频谱校正成果采用了基本傅里叶理论以外的技术方法,开启了一个以寻求普适性频谱分析方法为目标、DFT后方法为主的发展方向。     

一种还原图像的新方法

针对常用的用离散傅里叶逆变换把图像的频谱还原出图像的计算机图像处理时,离散傅里叶逆变换又要调用离散傅里叶变换的问题,提出了一种还原图像的新方法,称为“二次傅里叶变换”法。该方法用了两次离散傅里叶变换和频谱的原点向中心移动,该方法和常用的方法相比速度会更快些。并且通过计算机图像处理进行验证,验证结果表明该方法是完全可行的。     

结合频谱移位的二维傅里叶变换FPGA实现

在三维成像技术中,对图像进行傅里叶变换之后需要通过频谱移位将零频集中到中心位置。为了提高图像处理的运算速度,提出了一种结合频谱移位的二维傅里叶变换的FPGA实现方法,将频谱移位结合到二维傅里叶变换硬件系统中,在实现图像二维傅里叶变换的同时也完成了一半的频谱移位。采用ALTERA 系列EP4CE115F29C7芯片,针对256*256的图像实现设计,最高工作频率分别达到84.2MHZ;资源消耗为3849个LE。采用SignalTap II Logic Analyzer工具实时验证了模块的正确性。     

基于复调制细化谱分析的轧辊偏心谐波参数估计

针对轧辊的上、下支撑辊偏心信号是密集型频谱的特点,提出了一种基于复调制细化谱分析方法的轧辊偏心谐波参数估计新方法。利用复调制细化谱分析方法准确估计出偏心谐波的频率及幅值;同时,结合快速傅里叶变换算法估计出偏心谐波的相角参数。仿真实验结果验证了该方法在偏心谐波参数估计上的有效性和可行性。     

激光多普勒测速中的频谱校正及其应用

由于激光多普勒测速(LDA)系统的动态测试范围宽,信噪比低,单个散射粒子的渡越时间短,能采集到的信号长度有限,因此必须探索合适的频谱校正方法提高多普勒频率的精度来满足LDA的测量要求。将能量重心法、比值法、相位差法、频谱细化、频谱拟合等5种离散频谱校正方法应用于LDA信号处理中,通过仿真计算比较各种方法的优缺点,并选取比值法用于实时测量,取得了明显的效果。     

一种提高相位测距精度的方法

在激光相位测距中,距离是通过求回波信号的相位信息求得的。由于频谱泄露和栅栏效应,传统的FFT不能精确地计算出频率点的相位值,因此提出使用密集频谱细化技术和频谱校正技术对回波信号的频谱进行校正。实验结果表明:基于复解析带通滤波器的复调制谱细化算法所需的运算量少,计算速度快,同时能够提高相位测量精度;频谱校正算法中相位差校正算法是一种精确的校正方式,校正精度很高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率。在工程应用中,本文方法运用于激光相位测距中能大幅度提高频域数字测相的精度。     

混合扩频测控体制下高精度测速研究

针对具有大多普勒偏移的DS-FH/MSK信号进行捕获和多普勒偏移估计问题,介绍采用匹配FFT技术对载波进行粗估计,采用FFT频谱细化算法对载波多普勒频移进行精估计的方法。在较短的时间内同步系统的同时,对多普勒偏移进行高精度的估计和补偿。该方法对载波的多普勒频移的粗略估计能解决载波同步的问题,而对多普勒偏移的精确估计能解决测速问题。通过仿真表明,该方法能更快,更高精度地完成多普勒频移的估计,从而完成测控体制下高精度测速的要求。     

基于可编程逻辑器件的实时视频处理研究

针对目前视频监控的不足之处,提出以可编程逻辑器件为核心,可对活动视频进行无级缩放和视频叠加的一种实时视频处理装置。在详细阐述了对视频信号进行无级缩放和视频叠加的实现方法后给出了实验结果,这些方法不仅在视频监控领域有很好的应用价值,在数字电视领域也有很好的应用前景。     

offner型连续变焦中波红外光谱成像系统设计

为了适应不同视场光谱仪的应用需求,设计了一款offner型连续变焦中波红外光谱成像系统。该系统引入前置变焦系统实现60~300 mm范围连续变焦,同时采用光栅型offner同心结构进行光谱分光及成像,系统工作波段为3~5 m,选用制冷型红外探测器,系统F#=4.0。根据物像交换原则及光焦度分配原则对前置变焦系统和中继系统的初始结构进行了计算,并应用zemax软件对各子系统进行优化,使其满足设计参数要求。最终offner型连续变焦中波红外光谱成像系统的调制传递函数在空间频率33 lp/mm处接近衍射极限,点列斑均方根半径均小于一个像元大小,设计的结果显示系统结构简单,在各个焦距位置及各谱段下,像质均满足了设计指标要求,成像质量良好。     

位图矢量化在电子地图中的应用

简要地介绍了利用矢量化算法对位图进行处理的过程，用以满足电子地图的无失真放大、缩小功能。     

经纬仪调焦机构设计

调焦机构是变焦距镜头中重要的组成部分,为了满足经纬仪测量中对变焦距镜头的要求,针对目前对变焦距镜头的调焦主要采用凸轮机构的变焦方式体积大、效率低、精度差缺点,本文提出了采用直线驱动的方式进行调焦的原理与方法,介绍了一种应用系统,主要由步进电机、直线导轨、直线位移传感器、DSP控制器等组成,由步进电机驱动,通过齿轮变速和精密丝杠速比变换机构,利用直线位移传感器作为检测元件,带动镜组前后移动来进行距离调焦和温度调焦,从而改变了传统的调焦机械结构。具体给出了测量系统的组成结构和实验结果,并进行了精度影响因素分析。实验结果表明,测量精度可保证在0.005mm内,满足经纬仪测量所需要的结构紧凑、位移精度好的要求。     

秸秆焚烧火情监察红外变焦距光学系统设计北大核心CSCD

针对秸秆焚烧区分布广且分散的特点,采用远程监控可为科学管理和安全生产提供极大帮助,可在发生火警、污染物排放等情况发生时,实时高效地处理突发事件并降低损失。基于上述需求,本文采用红外变焦距光学系统对焚烧区异常情况进行监视,变焦范围为34.5~77.5 mm,变焦系统基于库克三片式光学结构进行优化,优化后光学系统在成像距离为100~2000 m时地面景物分辨率优于1 m,系统信噪比(SNR)为34.53~70.34,变焦过程光学传递函数在奈奎斯特频率下均在0.4以上,实现了100~2000 m距离范围清晰成像。