激光多普勒测速仪中的频谱分析技术

为了提高激光多普勒测速仪的测速精度,将频谱分析技术应用于多普勒信号的处理中,先对信号进行频谱细化,再对细化后的频谱进行校正。阐述了几种常见的频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并对它们的频谱分析精度和运算量进行了比较。在Matlab平台上将它们应用于理想正弦信号进行仿真,比较了各种算法的优缺点,最后将频谱细化和频谱校正技术应用于实测多普勒信号的处理中。仿真和实验结果表明:频谱细化技术可以大大提高激光多普勒信号的频谱分辨率,频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率,减小信号处理的误差。将其运用于激光多普勒测速仪中切实可行,为设计高精度的激光多普勒测速仪创造了条件。     

基于混合编程的高精度激光多普勒信号处理技术

针对激光多普勒信号中存在较大噪声干扰的实际情况,为了抑制这些噪声干扰,提高激光多普勒测速仪的测量精度,提出了对激光多普勒信号进行最小均方差(LMS)自适应滤波后作快速傅里叶变换(FFT),基于混合编程思想对所得到的频谱,先进行频谱细化,再进行频谱校正的信号处理方法,并对理想正弦信号和实测多普勒信号分别进行仿真计算和实验研究。仿真和实验结果表明：LMS自适应滤波技术可以有效抑制激光多普勒测量中的多频率噪声的干扰,此技术能够适应于很宽的信噪比范围,大大提高多普勒信号的信噪比;频谱细化技术可以提高激光多普勒信号的频谱分辨率,频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率,使校正后的频率更加接近于真实值;信号处理精度比直接进行FFT提高2~3倍。     

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。     

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。     

基于立方卷积插值的信号DFT频谱校正算法

由于栅栏效应的存在,会使得基于信号DFT谱峰搜索的测频算法产生很大误差,因此在测频之前一般需对信号的DFT频谱进行校正。推导出用于单正弦信号DFT频谱校正的立方卷积插值核函数、插值函数及形状参数,并依据脉冲雷达信号是无数个正弦信号之和的事实,将其推广至脉冲雷达信号DFT频谱的幅度校正,给出其频谱检测算法。     

基于双窗全相位FFT的激光多普勒频率提取与校正方法

针对于激光多普勒信号解算中存在的频谱泄露以及栅栏效应等问题,将性能更优异的汉宁自卷积窗(HSCW)以及全相位频谱分析(apFFT)运用于多普勒信号的短时傅里叶变换(STFT)中,并且通过双谱线法对所获得的频谱进行了校正。理论与仿真表明,双汉宁自卷积窗(HSCW)apFFT比传统apFFT更能抑制旁谱泄露,并且相对于传统FFT,双HSCW窗apFFT所提供的的频谱位置与幅值能够更好的满足双谱线校正法频率校正的要求。通过将该种算法应用于高冲击下加速度传感器的校准系统中,实测结果表明,其解算结果与标准传感器的加速度峰值误差在1 %左右。     

基于频谱细化的LFM信号识别

线性调频信号（LFM）的识别是电子对抗侦察中的一个重要问题。本文通过对LFM信号的瞬时自相关函数进行频谱细化分析,得到精确的调频斜率,用该调频斜率对原信号进行解线性调频后,再进行频谱细化分析,得到信号的起始频率,从而达到识别LFM的目的。最后从单LFM和多LFM识别两个方面通过仿真证明了算法的有效性。     

子空间投影的频谱感知算法研究

为了发现空间中的“频谱空洞”而加以利用以使频谱利用率最大化,频谱感知技术得到了广泛关注。已有基于特征矢量的频谱感知算法因涉及大量特征值分解运算导致算法运算量大,不适应实时检测。本文提出的频谱感知算法利用信号子空间和噪声子空间之间的正交性,将次用户接收信号分别投影到上述子空间,根据投影值的差异实现快速频谱感知。理论分析和仿真结果表明本文提出的算法与已有算法相比有效降低了运算量,检测性能不受噪声不确定度影响、不需要预知主用户先验知识和噪声方差,且低信噪比、小采样情况下有更优越的检测性能。      

基于FPGA的激光多普勒测长仪信号处理算法研究

针对激光多普勒测长仪多普勒频率的准确提取问 题,提出了一种基于FPGA的自适应采样频率的多普勒信号 处理算法。首先通过跟踪多普勒频率实现了采样频率的自适应选择,提高了低速测量的准确 度,扩大了系统的测速 范围;结合了FFT-FS频谱细化算法和比值校正算法,有效减小了测量误差,进一步提高了 多普勒频率提取的准确度; 最终通过多组长度测量实验,验证了算法的可行性,测量结果的相对误差优于0.1%。     

基于DSP的一种频谱校正算法的实现

频谱校正是信号与信息处理的重要内容。其思想是利用一种算法更精确的搜索出谱峰值,并对其进行校正。介绍了FFT/apFFT相位差频谱校正算法原理,构建了基于TMS320C5535的硬件平台,阐述了频谱校正算法的硬件与软件实现。采用了TLV320AIC3204这一集A/D与D/A于一体的Codec芯片以及TMS320C5535内部的DMA模块实现信号的发生于采集。软件上利用TMS320C5535内部的HWAFFT模块实现1 024点的FFT运算,在CCS环境下利用C语言编程实现了FFT/apFFT相位差频谱校正算法,程序中利用DMA进行数据的传送,提高了运行效率。运行结果表明了FFT/apFFT相位差频谱校正算法频率估计精度高,对实际应用有一定的参考价值。     

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...     

大频偏卫星扩频信号的基带处理算法的FPGA实现

多普勒频偏一直是卫星通信中不可忽视的消极因素。针对多路混叠的卫星扩频信号下变频以后所产生的大多普勒频偏,在匹配滤波结构中采取改进的部分相关算法,在基于并行导频的信道估计中根据信道状况改变估计长度,实现了大频偏下卫星扩频信号的基带处理。     

相干多普勒测风激光雷达的频率估计算法

采用Welch谱估计结合自相关检测与能量重心法的频率估计算法,来提高淹没在噪声中的相干测风激光雷达多普勒信号频率估计的精度问题。通过将信号进行自相关预处理,然后由Welch谱分析获取功率谱进行频率的粗估计,最后由能量重心法进行频率校正来获取高精度的信号频率。仿真表明,本文算法有较低的平均绝对误差和均方根误差且性能稳定,并应用到相干测风激光雷达系统中与仿真一致。     

复白噪声中复正弦波频率估计方法研究

在信号处理中,估计淹没在高斯白噪声中的正弦波频率具有相当的应用价值。本文在MATLAB环境下,首先对单谱线法、双谱线法（Rife）以及功率加权求平均等频谱校正算法进行比较。然后通过仿真实验得出,延长观测时间有益于频率估计的结论,并对信号采样频率的选择进行讨论。最后针对短持续时间信号的频率估计,给出了基于复解析带通滤波的...