离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明：与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1（三点卷积法）的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1％,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。     

离散频谱的频率抽取校正法

在对几种现有的离散频谱校正的方法作了综合分析和回顾的基础上,对现有的频谱校正方法进行了改进,提出了一种新的校正方法——频率抽取校正法,通过抽取幅值谱中最大谱线处的频率成分来确定信号分量的频率,采用最小二乘拟合法修正其幅值和相位,如此循环抽取和修正即可逼近原始信号。仿真结果表明,该方法提高了离散频谱校正的精度,且实现方便,适用于一般的工程平稳信号处理。     

离散频谱综合相位差校正法

提出一种利用相位差的离散频谱综合校正法－时域平移＋改变窗长法，即第二段时域序列比第一段滞后L点，对这两段时域分别作N点和M点的FFT分析，利用对应峰值谱线的相位差进行频谱校的方法，这种方法是一种通用的离散频谱相位差校正法，文献[10-11]提出的校正方法只是此法的两个特例，仿真结果表明，该方法实施方便，精度较高，适合于各各对称窗函数，抗噪声能力强。     

频谱分析中用于相位和频率校正的相位差校正法

提出了一种对连续时域信号分前后两段作傅里叶变换,利用其对应离散谱线的相位差校正出谱峰处的准确频率和相位的新校正方法——相位差校正法,通过窗谱函数的公式还可以校正其幅值,以解决离散频谱分析中由于谱峰谱线没有对正峰顶时所带来的较大误差。该方法原理简单,通用性好,运算速度快,校正精度高,可以在不知道窗谱函数表达式的情况下,直接用其相位差进行求解。仿真研究表明,对单频率成分的频率、相位、幅值进行校正,频率误差小于0.0002个频率分辨率,相位误差小于0.1 度,幅值误差小于0.02% 。     

离散频谱相位差校正方法研究

在综合分析三种离散频谱相位差校正方法特点的基础上,通过仿真研究,得出在无噪声和小噪声情况下,第一种相位差法（连续采两段信号分别作相同点数FFT）优于第二种相位差法（采一段信号分别作N点和前面N／2点FFT）和第三种相位差法（第一段信号,再构造新序列：将原时域序列前N／2点平移N／4点,将序列的前后N／4点置零,分别对原序列和新序列进行FFT分析,利用对应峰值谱线的相位差进行频谱校正的通用方法）。在大噪声情况下,第三种相位差法的正精度高于其它两种方法。对于相隔较近的频率成分（不小于4个频率分辨率）。第一种和第三种相位差法均高于第二种方法,在小噪声的实际工程中,推荐使用第一种相位差法加Hanning窗进行校正,幅值误差小于1％,频率误差小于0．02个频分分辨率,相位误差小于5度。     

离散频谱的校正方法综述

回顾了近年来平稳信号处理领域中离散频谱校正的理论研究和发展现状。根据时域信号的组成结构不同,分为两个方面:一是包含单频率成分或者多个间隔较大的频率成分信号的频谱校正方法,另一方面是包含多个密集频率成分信号的频谱校正方法。综合论述了各种离散频谱校正方法的原理、特点及其在工程中的应用。最后还对利用高阶统计量进行谐波恢复和信号重构的频谱分析方法进行了阐述,并对离散频谱校正领域的发展前景进行了探讨和展望。     

离散频谱分析比值校正法幅值和相位的抗噪性分析

谐波信号离散频谱分析的比值校正法(内插法)在无噪声时是一种准确的校正方法,只存在计算时的舍入误差,但在包含噪声尤其信噪比较低时,校正精度会有所下降,甚至误差很大.研究了比值校正法的幅值与相位加不同的窗函数及加性高斯白噪声时的统计方差公式,并通过不同信噪比下的仿真验证了其准确性.建议避免在归一化频率误差较低的情况下使用加矩形窗的比值校正法来校正相位.     

离散密集频谱细化分析与校正方法研究进展

对近年来频谱校正领域中离散密集频谱细化分析与校正方法的理论研究和发展现状进行了回顾。根据信号所包含的频率分量的数目,将密集频谱细化分析与校正方法分为两类：一类是包含两个密集频率成分信号的频谱细化方法,另一类是包含三个及以上密集频率成分信号的频谱细化方法。综合阐明了各种离散密集频谱细化分析与校正方法的基本思想、算法原理、特点及其在工程中的应用。分析了现有密集频谱细化分析与校正方法的优缺点,并对离散密集频谱细化分析与校正领域的发展前景进行了展望。     

频谱分析的校正方法

本文提出了一种对幅值进行校正的新方法，以解决离散频谱当谱峰谱线没有对正峰顶时所带来的误差。该方法首次利用谱峰主瓣内谱线的重心求出峰顶的坐标，可得到准确频率、幅值和相位。其校正业可达细化１０００倍左右的效果。     

离散频谱多点卷积幅值修正法的理论分析

利用信号处理中的帕塞伐原理得到两个有关离散频谱特性的重要结论，在此基础上提出了离散频谱多点卷积幅值修正法，并讨论了算法中的参数选取问题，仿真计算表明该方法确实有效。理论分析还表明该方法特别适合于转速有小波动的旋转机械振动信号分析。     

极低频信号的一种离散频谱校正新方法

对于振动工程中常见的极低频、极短时、极高频(接近奈奎斯特频率)等极端频率信号,常用的离散频谱分析与校正方法存在较大误差.对极端频率信号的典型情形进行了分析,针对极端频率信号中的极低频信号,提出了一种计及负频率成分干涉影响的离散频谱校正新方法.该方法基于Blackman窗,利用局部谱峰附近的三条谱线,建立包含正负频率贡献的离散频谱校正模型,通过对模型的求解获得频率、幅值和相位校正公式.采用频段内扫描的方式对频谱校正公式进行了仿真验证,结果表明所提方法有效降低了负频率成分的干涉影响,对极低频信号的频率、幅值和相位校正有较高的精度.     

Wavelet energy spectrum for time‐frequency localization of earthquake energy

The authors recently developed a method for time‐frequency signal analysis of earthquake records using Mexican hat wavelets. Ground motions in earthquakes are postulated as a sequence of simple penny‐shaped ruptures at different locations along a fault line and occurring at different times. In this article, a wavelet energy spectrum is proposed for time‐frequency localization of the earthquake input energy. The ground acceleration generated by a simple penny‐shaped rupture is used as the basis to form the mother wavelet. The symmetric Mexican hat wavelet is chosen as the mother wavelet. The spectrum is presented pictorially in a two‐dimensional, time‐frequency domain. The proposed wavelet energy spectrum can be used to observe the evolution of the frequency contents of earthquake energy over time and distance of the site from the epicenter in a more accurate manner than the traditional time series (accelerogram) or frequency domain (Fourier amplitude spectrum) representation. It can be viewed as a microscope for looking into the time‐frequency characteristics of earthquake acceleration records. The wavelet energy spectrum provides frequency evolution information to be used in the structural design process. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol 13, 133–140, 2003; Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/ima.10038     

调制FFT及其在离散频谱校正技术中的应用

提出了一种调制快速傅立叶变换(FFT),通过时域调制对实信号进行移频,打破频域内的对称性,再进行传统的FFT.该算法克服了直接进行FFT计算结果有一半冗余的缺点.将频率分辨率提高了一倍.提高了频率定位的精确度,从而减小了最大的幅值和相位误差,并进一步提高了抗噪性能.以比值校正法和相位差法为例,将调制FFT应用到离散频谱校正技术中,解决了基于FFT的离散频谱校正方法由于噪声影响而出现的一些问题,进一步提高了校正精度和抗噪性能.理论分析和Monte Carlo计算机模拟实验验证了上述结论的正确性.     

解析声能流Capon空间谱估计

文章中把解析函数理论用于声矢量信号分析，提出了一个新概念“解析声能流”，给出了单矢量传感器输出的解析声能流表达式。并将这个新概念用于描述声矢量阵输出，得到了一种新的矢量阵输出模型“伪解析声能流”。利用该模型，推导了声矢量阵的Capon空间谱估计的表达式。理论分析和计算机仿真表明：1、解析声能流的实部和虚部具有正交的偶极子指向性，并且可以用移相的方法来旋转其主极大方向；2、在平面波和二维质点振速条件下，解析声能流将矢量叠加统一描述在它的相位中，从而可以综合描述声场的相位干涉和矢量结构；3、基于“伪解析声能流”模型，传统的Capon空间谱估计算法无需改动就可以直接用于声矢量信号处理，与传统的Capon空间谱估计算法相比，具有全空间无模糊定向能力、更低的旁瓣和对短时信号有更强的处理能力。     

基于复解析带通滤波的自由衰减振动信号的频谱校正法

通过复解析带通滤波构造时域信号的解析信号,消除因时域实信号作FFT时由于时域截断产生的负频率成分能量泄露对正频率成分的干扰,从而提高自由衰减振动信号频谱校正精度。仿真分析及工程实测结果表明,当各个固有频率相隔较远时,校正精度很高。但在各阶固有频率靠得很近时不能直接使用这种方法。     

On the correction of residual stress measurements obtained using the centre-hole method

Significant errors in interpreting the results of the centre-hole technique may arise where test conditions deviate from a uniform uniaxial low-level stress field. This paper demonstrates that where the stress field varies linearly with depth, the as-measured stress represents the stress at one-quarter hole depth. In cases where surface preparation for strain gauging has induced residual stress or where stress levels are sufficiently high to induce plasticity during hole forming, simple formulae are proposed to correct for these effects.     

一种基于相关积分的互谱WVD目标方位估计方法

针对水下高速运动目标的被动跟踪问题,将魏格纳-威尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法与互谱法相结合,构建了一种矢量信号处理框架下的目标方位估计方法——基于相关积分的互谱WVD算法。该算法利用了矢量水听器声压通道与振速通道信号的相关特性,首先通过计算两者的互相关函数来提取目标信号的特征信息,然后通过短时积分与傅里叶变换将互相关函数从时域转换到频域,最后在频域提取信号的特征参量,并进行方位估计。仿真研究表明,当目标处于远距离且低速运动时,所提算法的方位估计性能与互谱声强法基本一致;而当目标处于近距离且高速运动时,算法的方位估计性能大大优于互谱声强法。     

Measurement of the UHECR energy spectrum using the surface detector of the Pierre Auger Observatory

We report a measurement of the cosmic ray energy spectrum based on the high statistics collected by the surface detector of the Pierre Auger Observatory. We described the methods developed to determine the spectrum from reconstructed observables. The methods exploit the combination of fluorescence detector (FD) and surface detector (SD) and do not rely on detailed numerical simulation or any assumption about the chemical composition. The energy calibration of the observables, which exploits the correlation of surface detector data with fluorescence measurements in hybrid events, is presented in detail. Besides presenting statistical uncertainties, we address the impact of systematic uncertainties. We also summarize the combined energy spectrum obtained using the showers detected with zenith angles between 60 and 80, and the hybrid data which extends the spectrum towards lowers energies.     

自适应线谱增强器在主动声纳中的应用研究

本文针对主动声纳的特点分析了利用ＬＭＳ算法的自适应线谱增强器提高主动声纳作用距离的可行性。文章阐述了自适应线谱增强器的原理,工给出了实验中得来的一自适应线谱增强器软件参数取值及硬件设计。     

一种滤除衰减简谐振动信号中奇异点的新方法

提出了将带有奇异点的衰减简谐振动信号成分转换成简谐信号 ,再用畸点衰减法滤除奇异点的新思想。在分析衰减简谐振动信号与简谐信号幅值特性的基础上 ,发展了通过在衰减简谐振动信号中乘以逆衰减因子 ,将衰减简谐振动信号成分变换成简谐信号的新方法。对仿真和实测信号的应用研究表明 ,所提新方法切实可行且精度较高 ,能满足工程实际需要。