基于AD8302的甚高频天线阵电缆相位差检测

根据甚高频天线阵相位测量原理,提出一种利用相位检测芯片AD8302将接收机至传输馈线的两两阵元的定标信源信号的相位差转化为对应的直流电压,再用12 b量化精度单通道A/D采样,最后做误差分析及修正达到修正相位误差的方法。通过验证在低频(2 MHz等)、高频(300 MHz等)等测量条件下,系统给出的电缆相位误差的精度,如在300 MHz信号输入下,电缆之间距离误差达到了cm精度,可以广泛用于相关天线阵误差修正及电缆误差测量中。     

距离漂移误差抑制获取Gm-APD激光雷达高精度三维像

由于Gm-APD存在第一光子偏移效应，Gm-APD激光雷达存在距离漂移误差，并引起距离像的畸变。提出了两种抑制距离漂移误差的方法，并完成了实验验证。利用信号复原算法从光子计数分布图中复原了信号光电子数分布图。第一种方法采用双高斯函数对光电子数分布图进行拟合，并利用峰值位置计算距离。第二种方法采用质心算法对光电子数分布图进行加权计算并获取距离。采用6 ns脉冲宽度的激光，利用两种方法都获取了目标的高精度距离—强度三维融合像。两种方法的强度测量相对精度都小于3%。信号复原&双高斯拟合寻峰法的测距精度为1.2 cm。信号复原&质心算法的测距精度为0.6 cm。     

外差干涉相位测量中信号串扰误差与补偿方法研究

为了解决外差干涉相位测量中多通道采样信号间的串扰误差对相位测量精度的影响，提出了一种基于采样信号频谱分析的预补偿方法来实现信号串扰误差的补偿和消除。首先建立基于锁相放大的正交鉴相法的信号串扰误差理论模型，阐明了串扰系数、输入信号幅值比和串扰信号相位偏移对相位测量误差的影响；设计仿真实验验证了该误差模型和补偿方法的有效性；然后基于紧凑型FPGA开发平台设计了相位测量实验，结果表明该补偿方法能够有效消除信号串扰误差的影响，补偿后相位测量的最大误差从0.34°下降到0.01°；最后搭建了外差干涉仪并与高精度的压电位移平台进行比对，实验结果表明补偿后的信号处理系统能够满足外差干涉测量的应用需求。     

基于相位重合点检测技术的测频方法的改进

在测频中利用检测到的相位重合点来触发测量闸门能够有效地消除传统方法中±1字的误差,大大提高了测量精度,但在实际线路中由于不能准确捕捉相位重合点,导致实际测量精度与理论精度有一定的差距,该文对此提出一些改进措施,使用闸门信号与被测信号和标频信号都同步,在一定程度上提高了测量精度.     

基于载波恢复的阿尔法导航信号测相方法

阿尔法导航系统通过测量接收机与多个台站间的相位差来进行定位。传统的直接鉴相法测量精度较低。基于载波恢复的相位测量方法利用锁相环进行载波恢复，再利用恢复的载波进行相位测量。仿真分析的结果证明，此方法能够抑制噪声信号，相较于直接鉴相法具有更高的测量精度。     

一种抑制相位测量轮廓术数字化误差的方法

在采用数字光投影仪(DLP)的相位测量轮廓术(PMP)系统中,DLP投射的光栅信号实质上是对正弦模拟光栅信号的数字化,数字化过程不可避免地影响PMP的精度,本文提出一种通过连续相移多周期的相位测量来抑制数字化过程引起的误差的新方法.实验结果表明,该方法对各种相移步数的PMP均有抑制数字化误差的能力,特别在五步相移轮廓术采用三周期相移时数字化误差抑制能力最佳.     

基于FRFT的非均匀转动目标ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关的相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,而散射点子回波的相位精度对于ISAR自聚焦的相位校正非常重要.针对加速转动的目标,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT:fractional Fourier transform)的自聚焦算法.在预先选定的距离单元上,利用分数阶傅里叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以该信号为参考信号消除目标平动引起的相位误差.利用同样的方法,在多个距离单元上提取最强散射点对应的调频信号,并对调频信号的估计值加权平均,得到非均匀转动参数的最优估计,进而对信号非均匀采样,消除非均匀转动的相位误差.仿真结果验证了该算法能够很好地消除相位误差.     

基于DFT相位的正弦波频率和初相的高精度估计方法

提出一种新的基于DFT相位的正弦波信号频率和初相的高精度估计方法.利用分段DFT频谱的相位差消除了初相对频率估计的影响且避免了相位测量模糊问题.给出了频率和初相估计的均方根误差计算公式.理论分析和Monte Carlo模拟结果显示频率估计均方根误差接近Cramer-Rao(CR)下限,初相估计均方根误差略高于CR下限的2倍.阈值信噪比远远低于基于时域瞬时相位的频率和初相估计方法.在信噪比为6dB、采样点数为1024的情况下,频率估计均方根误差约为DFT频率分辨率的1%,初相估计均方根误差约为2度.该方法已用于FMCW液位测量雷达并取得1mm距离测量精度.     

用SAR原始数据对雷达脉冲信号失真的校正

该文提出了一种对雷达发射脉冲进行相位估计的算法。该算法利用Chirp Scaling原理对SAR信号进行距离迁移校正,但仅在方位向波束锐化,然后利用自聚焦的方法(Map Drift,PGA),在距离向进行自聚焦处理,提取距离向的相位误差信息。文中分析了影响相位估计精度的各种因素,并在算法中加入了迭代补偿方法,仿真结果验证了算法的正确性。     

一种适用于机载/固定站构型 BiSAR 成像的改进相位梯度自聚焦方法

在机载/固定站构型双站合成孔径雷达(Airborne/Stationary Bistatic Synthetic Aperture Radar, A/S-BiSAR)成像中,回波信号方位不变性的假设不再成立;完成距离徙动校正和距离压缩之后,同一距离单元处信号的多普勒调频率具有沿方位向变化的特性.该信号特性导致了传统的相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus, PGA)方法对相位误差的估计精度显著下降.针对该问题,该文提出了一种改进 PGA 方法.与传统 PGA 方法相比,该方法通过增加对样本信号的剩余二次相位补偿,有效减小了变化的多普勒调频率对相位误差估计的影响,从而提高了对相位误差的提取精度;此外,该方法考虑了对距离空变相位误差的估计和补偿,使之适用于宽测绘带条件下的 A/S-BiSAR 成像.实测数据的处理和分析验证了该文方法的有效性.     

基于矩形卷积窗的声频测量系统谐波分析方法

研究卷积窗在声频测量系统高精度谐波分析中的应用,并将卷积窗与多种常用的经典窗函数进行比较.结果表明:与具有相同宽度的其他窗函数相比,当采样同步误差较小时,卷积窗的主瓣最窄,旁瓣衰减速率最大,具有更小的频谱泄漏效应,因此更适于声频测量系统的高精度谐波分析.通常声频测量系统的测量频率已知,通过选择合适的窗长,可以保证采样同...     

音频测量系统的稳态分析研究

利用数字系统来实现数字音频测量系统中的正交检波分析,其关键在于如何选取当分析待测正弦信号中频域特性时的窗函数。在研究过程中,主要运用了BH窗、Blackman窗、三阶矩形自卷积窗和四阶矩形自卷积窗,同时使用Matlab进行了数值仿真计算,从而获得窗函数类型和加窗长度对于幅度及相位分析精度的影响,得出在数字音频测量系统中研究频率响应和失真时加余弦窗得到的精度比加矩形自卷积窗要高,这对保证测量结果的精确性很重要。为正弦稳态分析方法的正确使用提供了有意义的理论指导。     

基于DSP的频率特性测试仪设计

基于直接数字频率合成技术的思想,采用现代数字信号处理和显示技术,设计了一台低成本、数字化、智能化的频率特性测试仪.实现了对20 Hz-150 MHz范围内任意频段的被测网络幅频特性和相频特性测量.完成了数据存储、-3 dB带宽计算、峰值查找等功能,幅度检测精度达到1 dBm,相位检测精度1°等指标.     

Phase regression approach for estimating the parameters of a noisy multifrequency signal

A novel approach for estimating the parameters of a multifrequency signal from discrete samples corrupted by additive noise is presented. An established mathematical model indicates that noise influence on the discrete phase and amplitude spectra is equivalent to additive phase and amplitude noise, respectively. On this basis, a simple algorithm is proposed to estimate the frequency and phase of each sinusoid component by linear regression on the phase spectra of segmented signal blocks, while an amplitude estimator is directly derived from the spectrum of the window function. The circular nature of the phase spectrum is thoroughly explored. Also, an algorithmic scheme is presented. The derived variances of the estimators show that for a noisy signal this approach provides superior accuracy over the traditional approaches. Simulations and engineering application confirm the validity of the presented method.     

单频激光宽频段频率和强度噪声测量技术

报道了一种mHz至MHz宽频段激光噪声的规范测量技术。通过研制基于迈克耳孙光纤干涉仪的相关延时自外差频率噪声测量装置和具有定标功能的光外差拍频测量装置,结合频谱分析仪和快速傅里叶变换分析仪等标准仪器,规范地测量出了单频激光在mHz至MHz宽频段内的频率和强度噪声特性,并验证了测量结果的准确性。该测量技术有望应用于引力波探测和精密测量等应用中的激光噪声评估。     

二次多项式拟合在分布式光纤传感中的应用

基于布里渊散射的分布式光纤传感中温度和应变与布里渊频移成线性关系,为了提高温度和应变测量的准确性,提出了一种改进的二次多项式拟合算法用于提取布里渊频移。该算法分为两步:首先使用一种改进的中值滤波算法对含噪布里渊谱信号进行预处理,以提高增益峰值定位的准确性；然后截取围绕峰值左右对称的一个线宽的原始布里渊谱进行二次多项式拟合以实现布里渊频移的高精度提取。以布里渊频移误差及峰值定位准确性作为衡量指标,比较研究后确定同一频率下所有空间点对应的布里渊增益作为滤波器的输入。研究了不同扫频间隔和信噪比及不同滤波窗长下改进算法的效果,同时研究了最优窗长的选择问题。结果表明,不同信噪比和扫频间隔下改进算法均能有效提高布里渊频移提取的准确性。随窗口长度增加布里渊频移误差先减少后增加,在扫频间隔为1~10MHz、信噪比为0～40dB情况下,通用的最优窗长为53~163。     

滤波窗的选择对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响

比较了在有噪声和无噪声的情况下，傅里叶变换轮廓术中采用三种频域滤波窗对测量精度的影响。给出了在有噪声和无噪声情况下。FTP中采用不同滤波窗的测量误差分布图。得出在无噪声及噪声较小的情况下，采用平顶高斯滤波窗测量面形精度最高，而在噪声较大的情况下，采用汉宁滤波窗测量面形精度最高.     

一种利用双路相移布拉格光栅的快速微波频率测量方案

采用相移布拉格光栅设计了一种快速微波频率测量方案。通过在上下两支路配置具有不同陷波频率的相移布拉格光栅,再分别与激光源、相位调制器进行融合处理,利用光电探测器输出功率比与待测微波信号频率之间的映射关系建立幅度比较函数,进而实现微波频率测量。理论分析和仿真结果表明,通过调节激光源的载波频率,可改变微波频率的测量范围和测量精度;再结合大范围低精度频率测量和小范围高精度频率测量的两步测量法,可实现高精度的微波频率测量。该方案具有结构简单、测量精度高等优点。     

基于红外脉冲相位热成像技术的玻璃钢深度测量

为探索红外热成像技术用于玻璃钢材料厚度测量的方法,文中使用闪光灯脉冲激励热成像的方法对玻璃钢平底洞标准件进行检测,通过脉冲相位法(PPT)进行数据处理,提取频域信息、消除噪声,并在试验设备采样频率不能满足盲频测量要求的限制条件下,建立相位阈值,完成了厚度测量。试验结果表明,玻璃钢试件的物理特性会对测量结果造成误差,但经数值优化后可在一定厚度范围内得到和实际深度接近的探测值,该方法可以作为玻璃钢厚度测量的有效手段。