声光频谱分析仪对瞬变信号参数的提取算法研究

声光频谱分析仪利用声光调制技术和空间傅里叶变换原理,实现高带宽信号的频谱测量。本算法通过将被测信号的空域傅里叶变换,数据按瞬态时 空关联输出并进行一定运算处理就可获取信号瞬态时频域全参数信息。仿真结果表明,信号频率还原率在99.5%以上,信号漏检率小于0.2%。     

基于短时傅里叶变换的无人机射频指纹分类识别

近年来,无人机“黑飞”事件常有发生,对低空空域的安全及部分场所的安全保密带来了极大的隐患。为加强对空域无人机的识别管理,提出了一种基于短时傅里叶变换的无人机识别方法。首先对无人机遥控器射频信号进行短时傅里叶变换得到射频信号的时频谱;其次通过分析时频谱,得到能量轨迹,获取能量瞬态并提取能量瞬态特征;最后采用K-近邻算法对提取的能量瞬态特征进行分类识别,并分析比较不同分类算法的性能。分析结果表明,所提方法的识别率可达到98.19%。     

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。      

一维不均匀介质中波传播瞬态响应的传输线模型分析

提出了用传输线模型分析一维不均匀介质中波传播的瞬态响应。这种方法将一维不均匀介质用多层介质近似，并进一步用级联的传输线模型等效。分析的过程是：首先对局限在某一时间段内的输入电磁信号进行傅里叶变换得出其频谱，然后研究该频谱的主要分量在所研究介质中的传播，并得出波传播方向任一截面上瞬态信号的频谱，最后通过快速傅里叶变换得出时域瞬态响应。这种方法适用范围广，数值计算方便，只要离散时间间隔足够小，抽样点数足够大，就能达到一定的精度。     

离散傅里叶变换在被采样信号频率波动时的计算结果误差原因及解决方案

在被采样信号和周期信号测量处理中,离散傅里叶变换得到广泛的应用。依据傅里叶变换相关内容可知,若采样信号持续处于有限长状态,此时频谱为无限宽。反之,若信号频谱处于有限宽状态,采用信号持续时间为无限长。文章根据离散傅里叶变换相关理论进行分析,确定产生误差的原因,从而采取恰当的处理方法,降低误差发生率。     

基于小波变换的MSK信号码速率盲估计

针对最小频移键控调制信号的码速率估计问题,提出一种基于Haar小波变换的MSK信号码速率盲估计方法。首先对接收信号作傅里叶变换得到信号频谱,对频谱频点分析粗估计信号的码速率,接着通过粗估计的码速率选取短时傅里叶变换窗函数长度和3个小波尺度,利用短时傅里叶变换得到信号瞬时频率变化,再利用小波的边缘检测特性对信号瞬时频率序列相位跳变点检测,最后对检测结果作频谱分析,估计频率得到MSK信号的码速率。仿真结果表明,高于信噪比门限时本算法可以对MSK信号码速率有效估计。     

一种频域卷积反演的新方法

本文提出了一种卷积反演的新方法。这种方法也是通过离散傅里叶变换(DFT)在频域实现的,但是避免了通常所用的离散傅里叶变换方法当位于分母位置的信号频谱有零点存在时计算失效的问题。本文讨论了新方法与普通离散傅里叶变换方法之间的关系,并且给出了计算示例。     

基于差分变换的语音信号压缩感知

信号在某种变换下可以稀疏表示是压缩感知研究的先验条件,正交傅里叶变换则是应用非常广泛的一种稀疏变换。但是,由于语音信号是准周期信号,对其进行傅里叶变换会造成频谱泄漏,因而引起信号重构性能的降低。本文基于语音信号准周期性的特点,提出了一种基于差分变换的语音稀疏化变换矩阵,在此基础上采用OMP优化算法来重构语音信号。实验表明,与采用正交傅里叶变换方法对语音信号进行稀疏化变换、OMP算法对语音信号进行重构的方法相比,差分变换方法的性能明显优于正交傅里叶变换的方法,即在相同重构性能时,差分变换的压缩比小于正交傅里叶变换,因而差分变换的方法大大提高了信号的压缩性能。PESQ对重构语音质量评测的结果表明差分变换方法重构的语音信号MOS得分较高,这也说明对于语音信号这一特殊信号,差分变换法具有很大的优越性。      

CCD像元尺寸对傅里叶变换法相位测量精度的影响

针对傅里叶变换分析法中的离散过程理论分析存在的不足,对CCD采样过程中影响相位测量精度的主要因素进行了详细分析和仿真研究.讨论了CCD像元尺寸在采样过程中对傅里叶变换频谱的影响,理论分析了傅里叶变换法中CCD像元的尺寸、随机噪声和量化误差对相位测量精度的影响.计算机仿真和实验结果均表明,用傅里叶变换分析法对具有不同密度的干涉图进行分析时,CCD像元尺寸对采样后输出的光强信号的调制度、信噪比和频谱展宽均有影响,像元尺寸越大,采样后条纹信号的调制度和信噪比越低,其频谱展宽越大,经相位解算后得到的相位测量误差越大.以相位测量误差的RMS值大于0.05λ作为判断基准,信号的信噪比约为20,为扩展傅里叶变换分析法的动态测量范围提供了理论基础.     

基于FPGA和DDS的声光调制器驱动电路的实现

以La~(3+)和Nb~(5+)分别为A、B位不等价取代离子,研究了A、B位不等价离子掺杂引起的空位比对[(Pb_(0.93)La_(0.07))1-αα][(Zr1-y-zTiyNbz)1-ββ]O3(PLZTN)陶瓷性能的影响,并找出了A、B位同时掺杂取代时影响锆钛酸铅(PZT)陶瓷性能的关键因素。在该文的y、z、α、β取值范围内制备出的压电陶瓷均具有较纯净的钙钛矿结构,表现出弛豫铁电体特性。当摩尔比r(Ti)/r(Zr)=39/61,Nb在B位的摩尔分数z=0.02,空位比α/β=2/1时,陶瓷样品具有最佳的压电性能:压电应变常数d33=800pC/N,平面机电耦合系数kp=71.85%。该陶瓷样品具有较大的电致伸缩系数。以其制作的0.22mm×7.8mm×45mm压电片的横向机电耦合系数k31达0.46。该陶瓷片组装的双晶片在180V电压驱动下,其悬臂梁结构的自由端推力为32g,空载位移量为0.8mm。该材料是纺织经编机压电贾卡制造的较理想材料。     

宽带微弱扩频信号声光相关解调解扩方法

 提出了用声光相关器实现宽带微弱扩频信号解调解扩的方法,建立了把声光布拉格相关器和光电检测器视为一体的数学模型,推出了两种衍射光检测法动态范围的表达式.用计算机仿真和实验研究激光高斯分布、窗口函数和超声吸收等因素对相关峰峰值和主旁瓣比的影响.最后进行了扩频信号声光相关解调解扩的原理实验,实验结果与理论分析基本吻合,验证了声光解调解扩的方法.     

1 μm调Q脉冲光纤激光器的高频驱动器

声光调制器驱动器是脉冲光纤激光器中的重要部分,如何提高与完善驱动电路的性能指标成为决定输出激光品质的一个重要因素。该文提出了低功耗,输出功率稳定可调的声光调Q驱动器方案。它通过2ASK调制来控制射频功率的输出,进而控制声光Q开关的时间和重复频率;并具有2 W的射频功率输出、20~200 kHz的重复频率、10 ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能。     

硅基超材料太赫兹波电光调制器

该文介绍了一种基于声光调制的微波信号多普勒移频方法。该技术基于微波光子信号处理和声光移频技术,在光学域上实现了微波信号的多普勒频移,能够用于产生雷达干扰信号。系统的工作频段为2～20 GHz,测试结果表明,速度拖引干扰信号的移频范围达到±1 MHz,最小移频量为±10 Hz。系统实现了目标速度从1 200 m/s减小到1 000 m/s情况下雷达脉冲信号的多普勒频移模拟测试。     

微波外调制BOTDA光纤传感系统

通过微波电光调制和光纤光栅滤波产生连续泵浦光信号,声光调制产生脉冲信号,设计了一个基于布里渊光时域分析（BOTDA）技术的单端光纤传感系统。该系统通过扫描微波频率实现布里渊谱的测量,进而获得传感光纤上温度和应变的数据。对系统空间分辨率、测量时间等性能进行了分析,并对布里渊信号进行了仿真。     

光纤声光调制器的高频驱动器

光纤声光调制器驱动器作为光纤激光器的重要组成部分,其性能参数对激光品质具有重要影响。该文设计了高频、高功率驱动器方案。该方案通过20²00kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20200kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20²00kHz,功率为3 W。     

用于半导体激光器冷却囚禁原子的声光晶体驱动器及其性能测量

为满足半导体激光器应用于激光冷却囚禁原子的需要,本文设计了输出功率和频率可由外部信号控制的声光晶体驱动器,其输出功率可由0W变至2W,频率由54MHz变至120MHz.提出了F-P腔和声光晶体双通过装置联用来测量其频率动态特性的一种方法,对驱动器的频率和功率动态性能进行了测量.     

可实现连续激光-脉冲转换的全光纤声光耦合环形谐振腔

研究了光纤声光耦合环形腔独特的谐振特性。结果表明利用光纤声光耦合器的移频与滤波特性 ,可研制成一种全新结构的光纤声光耦合环形谐振腔。从理论和实验上证明了 :基于腔内累积声光移频分量的多光束干涉 ,光纤声光耦合环形谐振腔可将注入的连续激光将转换为脉冲列输出。     

石英声光开关

该文介绍了一种用于高功率激光器的石英声光开关。该声光开关采用石英晶体作声光介质,铌酸锂晶体作换能器材料,工作波长为1 064 nm,工作频率为68 MHz,光孔径为SymbolFC@4 mm,通过优化设计声光互作用长度,使1级光衍射效率可达95%。该文还测量分析了衍射光的光束质量因子M~2,通过优选晶体材料,提高抛光质量,合理设计散热结构等措施,使衍射光较好地保持了入射光的光束模式。