基于光反馈自混合干涉的位移测量算法设计及滤波

为实现适度光反馈机制下位移的测量,研究设计了基于相位解卷的位移测量算法。为了提高测量精度,对光反馈自混合干涉信号进行了预处理,重点研究了光反馈自混合干涉信号的滤波问题。通过仿真和实验,验证了本文方法的可行性。在光反馈自混合干涉位移测量系统中,使用本文所设计的方法可以重构出高精度的物体振动轨迹。     

光反馈自混合干涉系统反馈水平的研究与测量

为了能够较为准确地获得光反馈自混合干涉测量系统的反馈水平,采用仿真分析光反馈自混合干涉信号和求解Lang-Kobayashi方程的方法,得出反馈水平越高,光反馈自混合干涉信号上干涉条纹的谷值与下干涉条纹峰值之差越大,当反馈水平因子大于7.8时,一些干涉条纹将消失;同时由滞回现象可以推导出反馈水平因子的测量公式,建立了测量模型,并进行了仿真和实验验证。结果表明,光反馈自混合信号干涉条纹幅度受反馈水平影响;利用提出的测量模型可以判断光反馈自混合干涉实验信号的反馈水平机制,当光反馈水平因子介于1和7.8之间时可以测出具体的光反馈水平因子值。     

基于小波变化阈值的光干涉信号去噪

为了提高参数估计的精确度,根据光反馈自混合干涉信号的特点,对光反馈自混合干涉信号进行了去噪研究。在多分辨分析小波阈值去噪的基础上,采用了一种改进的阈值函数,克服了硬阈值函数不连续的缺点,解决了软阈值函数中存在的恒定偏差,并且具有软硬阈值函数不可比拟的灵活性。构建了光反馈自混合干涉理论模型,通过对其仿真波形和实测波形的处理,比较了三种阈值函数的去噪效果。结果表明,无论是在去噪效果上,还是在信噪比增益和最小均方误差意义上均优于传统的软硬阈值方法。     

基于奇异值分解的自混合干涉信号降噪方法

构建光反馈自混合干涉理论模型,通过Matlab仿真分析验证理论模型的正确性。利用奇异值分解的方法确定Hankle矩阵,对矩阵进行奇异值分解,构造逼近矩阵对含噪自混合干涉信号进行降噪处理。在适度反馈机制下,选取不同的光反馈水平因子C值进行仿真。对降噪前后信号波形进行仿真分析,实验结果表明奇异值分解改善了信号的光滑性,起到了降噪的效果;通过对降噪前后所测位移精度的对比,精度的提高表明奇异值分解的降噪方法在自混合干涉信号噪声处理方面的有效性。     

全光纤自混合散斑干涉可行性研究

为了证明光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性,建立了自聚焦透镜收集效率的理论模型,重点研究了光纤自聚焦透镜的收集效率随其半径和工作距离的变化关系;从理论上证明了采用光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性;最后搭建了实验装置,并进行了实验研究。结果表明,该装置可以获得较好的自混合散斑干涉信号;可以解决自由空间自混合散斑干涉测速系统工具距离短、易受环境干扰等问题。     

适度光反馈机制下线宽展宽因数的自动测量

介绍了光反馈自混合干涉(OFSMI)法测量半导体激光器线宽展宽因数(LEF)的基本原理。针对不同参数条件,分析了该测量方法的理论误差,找出了最佳测量条件和最佳测量条纹位置。并根据光反馈自混合干涉信号特点,设计了一个自动测量算法。该算法可以自动识别提取一个振动周期内的光反馈自混合干涉信号所有特征值,采用最佳测量条纹位置所对应的特征值,就可以精确得到线宽展宽因数。仿真数据验证了自动测量算法的正确性。实验结果表明,自动测量算法在实际数据处理时测量参数的精确度较好,当自混合信号的峰-峰值为1.75 V时,线宽展宽因数的相对标准差只有3.26%。     

自混合干涉信号的可变步长LMS滤波处理

为了提高参数估计和测量的精确度,针对干涉信号的特点,介绍了自混合干涉系统的构成,采用对原始自混合干涉信号的实验数据进行相位滤波.提出一种可变步长的LMS自适应滤波算法,该算法能够根据误差的变化调节滤波器的参数,从而提高收敛速度.经过理论分析和计算机仿真表明,经过滤波后的信号能够更好恢复理论模型仿真数据,其均方误差δ达到0.004 5;与传统的LMS滤波处理后的信号其均方误差相比,精度提高了20%.     

环形光纤激光器自混合散斑自相关测速的研究

研究了一种基于强度自相关函数的光纤激光器自混合散斑速度测量方法.基于环形激光器光反馈理论,对自混合散斑信号进行自相关分析,推导出自混合散斑信号的自相关频率与表面粗糙物体运动速度之间的关系式.利用构建的环形掺铒光纤(EDF)激光器自混合散斑测速实验系统,对不同速度下的运动物体进行了实验测试,验证了自相关频率与物体运动速度...     

利用光反馈半导体激光器产生超宽带混沌脉冲信号

提出了一种基于光反馈半导体激光器的混沌特性产生超宽带(UWB)信号的新方法。一个商用的通信波段半导体激光器在外腔光反馈下实现混沌振荡,输出连续波混沌激光,经由一个电吸收调制器后,被调制为一系列混沌脉冲信号。该混沌脉冲信号的频谱特性可通过调节半导体激光器的偏置电流和反馈强度进行控制。实验分别获得了中心频率为4.0 GHz、相对带宽为181%和214%的混沌脉冲UWB信号。进一步数值仿真了偏置电流和反馈系数对混沌脉冲UWB信号频谱特性的影响,实验结果与模拟验证相符。该方法实验装置简单,UWB信号频谱特性易控,可用作未来UWB光纤无线通信系统的光生微波信号发生装置。     

基于自相关和时频分析的跳频参数估计

为解决低信噪比条件下跳频参数估计算法性能低的问题,提出了一种基于自相关和时频分析的跳频参数估计算法。首先,采用基于能量检测的分段自相关算法对接收端信号进行预处理;然后,进行时频变换,得到信号的时频矩阵,通过二值化和形态学滤波完成对信号的降噪提取;最后,通过聚类算法完成参数估计。仿真实验表明,该算法具有较高的估计精度和良好的抗噪声性能,在信噪比最低为-11 dB时估计误差数量级仍为10^-7,同时自相关运算对参数估计算法的抗噪声性能具有明显的提高作用。     

基于形态滤波的短波信号检测算法

针对短波信号检测中色噪声干扰导致信号检测概率低的问题,通过研究实际短波信道特性和信号的频谱特征,提出一种将信号频谱图作为一维灰度图像进行形态学滤波的预处理算法,应用联合形态学滤波估计信号噪声基底,利用改进的顶帽变换进行白化滤波,最后依据高斯白噪声环境下的门限估计理论进行信号检测。实验结果表明,该算法能在复杂的短波信道环境下较好地抑制色噪声干扰,对弱信号的有效检测率可提高10%～20%。     

视频编码预处理算法研究

针对现有降噪采用时空域滤波、去块效应采用环路滤波/后处理这种分而治之方案的缺点,通过分析降噪的基本技术、低码率视频应用中块效应产生的原因和去块效应的常用方法,从滤除不需要或相对不重要的高频离散余弦变换(DCT,discrete cosine transform)系数角度提出了降噪和去块效应可同时处理的设想。新提出的预处理算法是根据图像纹理特性、运动情况和码率约束等,在图像的不同区域采用不同强度的自适应双边滤波,这样不仅去噪,滤除不重要的细节以便于高效压缩,避免块效应的产生,同时也可起到一定程度的码率控制效果。     

一种适用于椒盐-高斯干扰信号的自适应滤波改进算法

图像通信由于成像设备自身特点和通信过程中的光-电转换机制,一般含有椒盐-高斯干扰信号,信号交叉影响会导致单一的滤波方法效果不佳甚至失去作用。为了同时有效抑制两种干扰信号,提出了一种适用于椒盐-高斯干扰信号的自适应滤波改进算法。该算法首先通过干扰信号噪声点辨识与滤波窗口自适应扩展,计算信号噪声辨识过程中各扩展窗口归一化系数和一次加权联合滤波中间输出,然后利用多层级窗口中间输出值进行二次加权优化滤波,减少干扰信号噪声点对联合滤波输出的影响,最后针对计算量大的问题,在中值滤波过程中提出均值分割方法,提高滤波算法实时性。实验结果表明,该方法能有效抑制椒盐-高斯干扰信号噪声,算法实时性较好,优于多种传统及其演进滤波算法。     

一种基于预处理的OFDM低复杂度频域线性均衡算法

针对高频段OFDM无线传输系统中严重的载波间干扰（Inter-Carrier Interference,ICI）,提出了一种基于预处理的低复杂度频域线性均衡算法.在接收端先对各时刻的信道响应提取时变因子,进行一维时域滤波预处理;再用带状结构去近似提取时变因子后信道的频域矩阵,进行频域线性均衡.仿真结果表明,相对于MMS...     

基于经验模态分解与回归分析的空间外差光谱目标提取

为识别空间外差光谱仪探测目标干涉信号的特征信息,提出一种基于经验模态分解与回归分析的空间干涉谱目标提取方法。首先对预处理后的光谱进行经验模态自适应分解,得到各阶次固有模态分量并分别计算它们与原始光谱信号的Pearson相关系数,根据相关系数分选准则判定背景与目标信息重构的分界点。然后计算重构背景与实测背景间的Pearson相关系数来判定经验模态分解结果。对信号主导的固有模态分量利用小波软阈值进行消噪,重构较纯净的目标特征信息;利用目标特征信息与原始干涉光谱信息进行多元线性回归分析获得最佳的近似滤波系数,构造滤波器并应用到目标信号,提取目标。最后通过差谱信号与提取的目标光谱的Pearson相关系数来判别提取的目标信号。实验结果表明:经验模态分解可将背景与目标近似分离;在未知背景信号情况下,利用经验模态分解与回归分析可实现钾共振双线特征光谱的提取。     

基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法研究

针对传统主成分分析法在探地雷达杂波抑制方面的不足,该文基于2维小波变换的分时分频特点,提出了改进的主成分分析子空间投影法。进一步将改进的子空间投影法与自适应横向滤波方法相结合,保留了自适应滤波方法良好的目标回波信号保真度与学习适应能力等优点,提出了基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法,实现了小波变换、主成分分析法以及自适应滤波方法的优势互补。实验结果表明该方法在信杂比与目标图像清晰度方面具有良好的杂波抑制效果。      

Adaptive derivative estimation for delay-constrained accelerationmeasurement

The well-known noise problem in digital differentiation is addressed by means of using adaptive digital filtering for signal pre-processing. Rapidly responding differentiators with low-noise output can be constructed by using the adaptive filter in a predictor configuration. As the prefilter is adaptive, the approximation is more flexible than polynomial fitting. The recursive least-squares adaptive algorithm is used for prediction     

利用射频误差信号提高脉冲雷达的角跟踪精度

本文首先分析了传统脉冲测量雷达在各种内部、外部扰动作用下对高动态目标进行跟踪时面临的问题,在此基础上,将射频误差信号与天线指向信号作为量测信息引入观测方程,并且利用数值微分法对被跟踪的高动态机动目标建立了一种简单的估计模型,采用常规卡尔曼滤波算法估计出准确的目标角位置、角速度和角加速度的当前值和一步预报值。这种方法实现简单,作为机动目标的实时前处理算法,能够有效补偿各种内部、外部扰动对脉冲雷达角跟踪精度的影响,改善角度捕获的动、静态品质。     

光纤陀螺基于SNR检测的EMD滤波方法

光纤陀螺的输出信号是一种非线性、非平稳的随机信号.针对光纤陀螺信号的特点采用经验模分解(EMD)滤波法对陀螺输出信号进行滤波存在一个如何重构信号的问题,为此提出了基于信噪比检测的EMD滤波法.该方法通过连续检测相邻两个重构信号信噪比提高的程度来确定滤波后的输出信号.实验结果表明,该法能有效消除光纤陀螺信号中的噪声,并为EMD滤波法重构信号提供了一个客观的判断方法,且无需任何先验知识.     

基于经验模分解的小波阈值滤波方法研究

信号的多分辨经验模分解方法可以解释为以信号极值特征尺度为度量的时空滤波过程。这种时空滤波器充 分保留了信号本身的非线性和非平稳特征,在信号的滤波和去噪中具有较大的优势。本文提出了一种基于经验模分解的小 波阈值滤波去噪方法,并和小波阈值去噪、多尺度EMD滤波效果相比较。实验结果表明了基于经验模分解的小波阈值去 噪具有广泛的适用性和独特的去除非平稳信号的有色噪声的优势。