线性调频信号激励超声换能器的方法研究

针对超声换能器的特性,研究等幅及包络调制线性调频波的换能器激励响应。通过对比激励前后脉冲压缩的主瓣峰值、?3d B主瓣带宽和峰值旁瓣水平,探讨通过换能器后其信噪比和分辨率的性能。理论分析和仿真实验结果表明,两种调频信号通过换能器后信噪比和分辨率都减少,峰值旁瓣有所提高。包络调制线性调频信号激励换能器脉冲压缩的信噪比和分辨率高于等幅线性调频信号,但能量损失比等幅线性调频信号大。     

基于FPGA波形存储法合成大宽带DDS信号源设计与实现

本文研究利用直接数字波形合成法(DDWS)进行直接数字合成(DDS)的设计原理,提出高速率、大带宽下用DDWS产生宽带雷达线性调频信号(LFM)的设计方法,给出系统硬件框图和软件设计模块.设计采用单片高速FPGA作为控制核心,双路单通道DAC芯片进行数模转换,利用ISE软件进行硬件程序设计.设计的信号源可产生时钟频率400 MHz、时宽16μs以内、带宽320 MHz以下的任意LFM.本文对基带信号的带内平坦度,脉冲压缩结果,调频斜率线性度,I/Q正交性等指标进行了分析.分析结果表明,杂散可以通过适当带宽的低通滤波器滤除,基带信号带内平坦度在0.452 dB之内,脉冲压缩最大旁瓣电平低于-12.8 dB.正交圆图、时频分析结果和理想情况相差不大.同时本设计在具体实践应用中获得良好的效果.     

基于Matlab的LFM脉冲压缩仿真

基于Matlab平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术。在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相干检波技术。最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真,仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩,提高雷达的距离分辨力。     

400MHZ带宽声表面波RAC器件

一、引言 声表面波线性调频脉冲压缩滤波器以其卓越的性能在雷达与微波辐射测量系统中得到了广泛应用,随着此类系统对观测目标成像分辨率、清晰度和稳定性要求的提高,宽频带高性能的声表面波线性调频脉冲压缩滤波器的研究工作就显得更为重要.本文介绍我们最新研制可用于雷达、微波辐射测量设备的宽频带声表面波沟槽反射栅脉冲压缩滤波器(简称声表面波RAC器件),其线性调频带宽可作到400MHz.     

谱修正技术在脉冲压缩信号检测中的应用

脉冲压缩是信号检测的一个重要技术,在多目标水声环境下,为避免强目标脉冲压缩输出的旁瓣掩埋弱目标的主瓣,引入窗函数加权技术来抑制旁瓣,提高对目标的空间分辨率。同时考虑到实验中声呐系统的带宽和时宽受限制,对于小时宽带宽积的脉冲压缩信号,引入谱修正技术,进一步提高主旁瓣比。利用Matlab给出理论仿真结果,并通过实验验证该技术在噪声背景下对观测小目标的实用性。     

激光发声及其发声的机理

宽带调制的相关光声检测技术是兼有单频和脉冲光声检测特点的一种新的光声检测技术。在时域,它可以获得不同深度的信息,在频域,它可以得到很宽频率范围内的响应。 目前宽带调制技术主要有伪随机编码调制和线性调频两种。我们在实现了Lagrange序列伪随机编码调制的光声检测后,又进行线性调频技术的研究。理论和实验上均已证明线性调频信号的自相关函数比伪随机编码调制信号的自相关函数更逼近δ函数。本文将简要地介绍线性调频技术的原理及在薄膜热扩散率测定中的一些实验结果。线性调频技术在光声检测薄膜热扩散率中的应用@钱梦騄$同济大学…     

主动浮标发射信号源设计

给出了一种基于CPLD的主动全向浮标发射信号源的设计。利用单片CPLD器件,将信号源集成在一块集成芯片上,实现单频、线性调频及3倍单频、线性调频信号、TVG控制信号、内差混频信号的同步发生,同时内部实现脉冲扣除功能,具有外围电路简单,性能稳定,升级方便等特点。     

金属表面裂纹脉冲压缩增强型激光超声检测方法研究

为了提高激光超声技术检测能力,提出了一种基于脉冲压缩的增强型激光超声检测方法,并将其用于金属表面裂纹检测。该方法结合激光束空间分布调控技术,激发线性调频超声表面波信号,进一步利用匹配滤波算法对线性调频激光超声表面波信号进行脉冲压缩,可大幅度提高激光超声检测信号的信噪比和分辨率。建立空间调制激光超声数值计算模型,研究线性调频激光超声信号激励方法;基于数值模拟获得的线性调频激光超声检测信号,开发基于匹配滤波器的激光超声脉冲压缩信号处理方法;通过数值模拟不同表面裂纹缺陷与不同空间调制情况下的脉冲压缩信号效果,探究该方法对于激光超声检测信号信噪比的增强能力,并最终通过试验验证。结论表明,基于脉冲压缩技术的增强型激光超声检测方法,可以大幅度抑制噪声信号,提高针对金属表面裂纹的缺陷检测能力,解决激光超声无损检测信噪比低,灵敏度差的问题,也为该方法进一步研究提供理论依据和试验指导。     

超声内窥成像系统与旁瓣抑制

为了提高超声内镜检测系统的成像质量,弥补由前端探头工艺性问题造成的回波小、衰减大的问题,设计了基于编码激励与脉冲压缩技术的超声内镜实时成像系统。该系统主要包括前端探头及驱动单元,数据采集、处理及存储单元,交互接口及显示单元等。为了抑制脉冲压缩的旁瓣效应,分别设计了基于匹配滤波与非匹配滤波理论的三种滤波器并仿真对比其旁瓣抑制效果,得出对于4位Barker码,采用失配滤波方法可以有效抑制旁瓣,其中通过尖峰滤波法压缩后主瓣宽度可达0.2 mm,峰值旁瓣水平可达-55.0 dB的结论。最后,利用自行搭建的超声内镜成像平台对靶线样品进行环扫成像,成像速度25 f/s,图像尺寸1 024 pixels×1 024 pixels,证明了系统可行性的同时验证了以上结论的正确性。     

机载合成孔径雷达的宽带线性调频源设计

采用“DDS 正交调制 倍频”的结构方式,设计研制出带宽500MHz,时宽15μs的线性调频信号源。该设计在DDS信号产生部分运用外部时钟倍乘方式和防止时钟泄漏等措施,获得了更好的杂散与噪声特性;正交调制部分采用误差调整与补偿电路,不仅稳定了直流偏置,而且还对信号进行了调理,从而有效控制了I,Q通道的幅相不一致性。通过实测,该宽带线性调频信号源的无杂散动态范围(SFDR)优于100dB,杂散抑制小于-60dBc,且在带宽内最大幅度起伏为±0.5dB,相位起伏为5°,很好地满足了机载合成孔径雷达系统的要求。     

全设计频段束宽恒定的低旁瓣时域波束形成

为了在空域无失真地接收宽带信号和有效地抑制环境干扰,提出了全设计频段束宽恒定的低旁瓣时域波束形成方法。首先,把宽带信号分为几个子带,应用半定规划的优化方法设计这些子带中心频率上的加权,使所形成的波束主瓣与设计带宽中最低频率上的波束相同,同时约束其具有低旁瓣特征。然后,设计FIR滤波器拟合这些离散频率点上恒定束宽加权所表示的幅相加权。显然,设计得到的FIR滤波器的幅相响应给出了全设计频段上的幅相加权。最后应用该方法,针对阵元具有方向性的12元均匀离散圆弧阵,设计覆盖一个倍频程的低旁瓣时域恒定束宽波束形成器,并使用线性调频信号作为测试信号,验证了所提方法的有效性。     

基于NTN校准技术的脉冲标准法

脉冲标准法是校准宽带取样示波器的一种行之有效的方法,但它需要波形参数已知的脉冲信号源,当取样示波器的带宽很宽时,这种脉冲信号源是很难得到的。近年来发展起来的NTN校准技术可以不受带宽的限制,但是它只限于对某些结构的取样示波器的校准。提出了一种基于NTN校准技术的脉冲标准法,该法克服了上述限制,可以实现更多种类的宽带取样示波器的校准。实验结果表明,该方法是非常有效的。     

基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统性能研究

基于线性调频脉冲(Chirp)信号良好的自相关性以及匹配滤波后尖锐的时域特性,将线性调频脉冲扩频技术用于高速的超宽带无线通信,设计Chirp-BOK调制的超宽带通信系统,BOK调制实现简单,但是传输速率较慢,首先对BOK调制方式给出理论分析,然后再进行性能仿真。     

基于DM调制的Chirp超宽带通信系统性能研究

基于线性调频脉冲(Chirp)信号良好的自相关性以及匹配滤波后尖锐的时域特性,将线性调频脉冲扩频技术用于高速的超宽带无线通信,设计Chirp-DM调制的超宽带通信系统。DM方式传输速率较快,而且误码率较低,但是实现复杂。首先对DM调制方式给出理论分析,然后再进行性能仿真。     

宽带调频步进信号的全去斜处理方法

针对宽带调频步进信号在逆合成孔径雷达中的应用,在分析信号模型的基础上,提出非常简单的全去斜处理方法,即分别将线性调频子脉冲进行全去斜处理．根据频率步进值,将去斜后的时域信号进行时间搬移．然后再将所有全去斜后经过时域搬移的信号在时域进行相干合成．最后进行傅立叶变换便可实现调频步进信号的压缩处理．文中还将本文方法与基于匹配滤波的子孔径处理方法进行了对比．计算机模拟结果说明了本文方法的有效性．     

利用Radon-Wigner变换的空间目标测距算法

针对雷达对运动目标的测距问题,根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用Radon-Wigner变换进行运动目标测距的方法。该方法首先研究了运动目标多散射点回波信号经Stretch处理的数学模型,然后针对处理后回波的叠加性和线性调频特点,利用Radon-Wigner变换的时频聚集特性,对其进行调频参数的估计,进而实现匀速运动目标的测距。仿真结果表明,该方法对运动目标的测距是有效的。     

沙质沉积物反射系数的宽带测量方法

海底作为海洋波导的重要边界,其反射系数对声传播起着至关重要的作用。为了快速而准确地获取海底反射系数,提出了一种基于脉冲压缩技术的测量方法,对接收信号进行压缩来提取反射波。该方法不仅可以克服实验过程中经常遇到的多途干扰,而且测量过程简单,可以同时获得测量频带内所有频点的反射系数,即实现了对反射系数的宽带测量。在实验室环境条件下,针对广泛覆盖于大陆架及沿海地区的沙质沉积物反射系数进行了测量,通过20~60 kHz频率范围内窄带和宽带测量结果的比较发现,宽带测量结果在频带边缘存在一定的偏差和起伏,但可以采用增大发射信号带宽提高压缩效果或用适当的窗函数压低旁瓣的方法来得到频率范围更宽、精度更高的测量结果。     

语音压缩编码技术研究进展

为了满足数字通信及其它商业应用的需求,语音压缩编码技术得到了迅速发展。介绍了目前语音压缩编码技术的研究进展,主要包括连续可变斜率增量调制（CVSD）、小波分析、多脉冲激励线性预测编码、散布脉冲码激励线性预测（DP-CELP）、多重脉冲散布非均匀代数码本激励线性预测（MPD-USACELP）、波形内插（WI）、线谱对（频率）（LSP）的量化。对以上算法进行了分析比较,总结了它们的特点和适用范围,并介绍了其中一些算法在DSP上的实时实现。     

可变址WOCDMA编解码器的设计

以EQC编码为基础,利用素数跳频技术,提出一种三维无线光CDMA编码方案。这种编码方案使码重为p的EQC码的容量提高了p2(p-1)2倍,互相关峰值仍为2,自相关旁瓣峰值仍为1。利用法拉第效应和光纤光栅技术设计了编解码器,由于光纤光栅和旋光器的空间位置不同,则光脉冲经过的距离不同,所以每个光脉冲的时间延迟不同,则不同偏振,不同波长的光脉冲在时域上分离,并利用压电陶瓷控制光栅的中心波长和可调谐磁场强度来控制旋光器中偏振方向,实现灵活变址。     

时频分析在线性调频信号相位误差估计中的应用

合成孔径雷达(SAR)使用线性调频(LFM)信号作为发射脉冲,带有相位误差的畸变线性调频信号会严重影响到雷达成像的效果．本文分析了二次相位误差对脉冲压缩信号的影响,并采用时频分析的方法对畸变回波信号进行处理．首先利用短时傅立叶变换得到信号的时频分布,再经过傅立叶插值和最小二乘拟合的方法估计出信号的调频斜率．最后用估计值对畸变信号进行相位补偿,得到了令人满意的仿真结果．