基于波长调制法的氢气激光检测参数优化分析

基于仿真平台,搭建了TDLAS氢气检测系统,对4 712.905 cm＿1处的吸收光谱进行调制并利用锁相放大器提取出二次谐波信号。通过比较不同激光调制参量对二次谐波信号波形的影响进而选取最佳参数,调制幅度参量取值范围为0.1～0.35 V,观测二次谐波波形,结合波峰和波形对称性两个评估条件,确定最佳调制幅度为0.25 V。调制频率参量取值范围0.5～30 k Hz,结合二次谐波信号幅值和对噪声的抑制效果两个评估条件,选取调制频率为10 k Hz。结果表明,通过激光调制参量的优化选择可以获得更理想的二次谐波信号。该研究为开展氢气激光检测TDLAS系统调制参数的选取提供了理论依据,对改善实际应用中系统测量精度提供理论指导。     

基于FRFT的线性调频信号欠采样快速检测方法

采用分数阶Fourier变换对线性调频信号(Linear Frequency Modulation,LFM)进行检测与参数估计时,由于信号的特征未知,需要运用二维搜索方法确定分数阶Fourier变换的最佳旋转角度.该方法运算量巨大.为减少运算量,本文推导了欠采样前后LFM信号的分数阶Fourier变换最佳能量聚集旋转角度关系,证明了无噪LFM信号的调频率估计可以完全不受Nyquist采样定理的限制;通过推导分析欠采样含噪LFM信号在最佳分数阶Fourier域的信噪比,给出了欠采样倍数M对LFM信号检测的影响及其选取原则;最终提出一种基于欠采样理论的LFM信号快速检测方法.实验结果表明,当M选取合适时,利用原始信号的欠采样样本即可对LFM信号实现有效检测,快速确定其调频率.     

基于双稳类随机共振的信息检测

研究了小参数随机共振(SR)的响应幅值与信号频率和噪声强度的关系,并从噪声频谱的罗伦兹(Lorentz) 分布特性推出,只有在噪声能量集中的低频区域才能产生随机共振的论点。得出了二次采样大参数类随机共振的实现条件,即采样频率至少是信号频率的50倍并根据噪声强度选择二次采样频率。在大参数情况下,由双稳系统输入输出信噪比的分析,阐明了大参数类随机共振方法从强噪声中检测出弱信号的可行性。运用周期和非周期弱信号的检测实例,进一步证明了该方法的有效性和实用性。     

基于分段滤波的Prony算法在谐波检测中的应用

现代电力系统中的谐波与间谐波频率范围广,直接利用Prony算法辨识得到的结果往往不是很精确;随着信号中谐波含量的增多,模型阶数的变大,计算时间变得过于冗长。针对这些问题,文中提出一种基于分段滤波的Prony算法,首先根据谐波的频率范围进行频段划分,确定各频段的采样参数;然后由低频段到高频段依次进行Prony分析,在进行下一频段检测之前,将已辨识出的所有谐波含量从原始信号中滤除;最后综合各段分析结果,得出各频段谐波的模态参数。仿真试验和应用实例表明,对含量较多且复杂的谐波信号,改进后的方法能有效地提高计算速度和辨识精度。     

TDLAS技术气体检测二次谐波信号的仿真与分析

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术结合半导体激光器可调谐的特点及气体分子对特定波长能量光的吸收特性,凭借灵敏度高、响应时间短等优势广泛应用于气体浓度检测。TDLAS技术气体浓度检测包括波长调制、气体吸收、二次谐波解调等环节,吸收信号的二次谐波分量携带气体浓度信息,用于计算气体浓度。利用MATLAB对气体检测过程进行了信号仿真,并利用数字锁相放大算法提取了二次谐波信号,验证了二次谐波与气体浓度的关系。通过仿真分析了二次谐波信号随调制系数的变化关系,以便确定较佳的调制参数,为后续系统搭建与气体检测实验提供参考。     

小波降噪对TDLAS 干涉抑制的研究

基于多光程吸收池的可调谐半导体激光吸收光谱 (TDLAS) 系统在检测过程中容易出现噪声干扰, 影响着其 实际检测性能。针对这种干扰的特征进行分析, 提出利用小波降噪法来改善 TDLAS 系统的探测性能。首先依据理论 研究结果选择合适的小波函数和分解层数, 然后通过这种小波对叠加干扰的仿真信号进行滤波, 结果表明这种降噪技 术具有良好的去噪效果。最后利用小波降噪技术处理了实验采集的不同浓度气体的直接吸收光谱 (DAS) 和二次谐波 信号, 相比于原信号, 降噪后信号的信噪比从 0.4 增加到 259, 系统的检测限也达到 7×10−6, 表明小波降噪方法在气体 光谱检测中具有较高的应用价值。     

用LED作光源的光纤乙炔气体传感器的研究

基于气体的近红外吸收机理,介绍了一种用LED作光源的光谱吸收型光纤乙炔气体传感器.该系统利用布拉格光纤光栅和压电陶瓷(PZT)的窄带滤波特性,对宽带光源LED进行波长调制,获得与乙炔气体吸收峰相对应的窄带反射出射光.利用谐波检测原理,获得探测器输出信号的二次谐波信号,以此二次谐波信号与光纤光栅透射光强的比值作为系统的输...     

基于压缩感知的线性调频信号参数估计

提出一种基于压缩感知(Compressed Sensing,CS)理论的线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号参数估计算法.考虑到LFM信号在最佳分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)域中是稀疏信号,对变换阶次进行粗搜索与精搜索,利用CS恢复信号在各个阶次FrFT矩阵中的系数向量,通过二维搜索.得到最佳变换阶次,进而得到信号的调频斜率和起始频率.在窄带干扰条件下,将形态学成分分析应用于算法中,提高了算法的抗干扰性能.实验结果表明,在随机采样点数远低于奈奎斯特采样点数的情况下,该算法能够准确估计信号参数,并且对高斯白噪声和强窄带干扰不敏感.     

基于谐波的红外激光调制光谱特性研究

基于谐波检测的调制光谱技术可以实现气体浓度的高灵敏检测,而最佳分析性能的实现依赖于系统调制参数的优化。研究了基于谐波的红外激光调制光谱信号特征,分析了调制参数与谐波特性的对应关系,针对典型的红外半导体激光光谱气体检测系统开展了实验研究与验证分析,获取了不同调制信号电压的谐波信号特征,分析确定了系统最佳调制参数。     

非合作目标高精度激光甲烷遥测参数仿真分析与实验研究

针对非合作目标激光甲烷遥测系统测量误差大、精度低和抗干扰能力差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)技术和波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy, WMS)技术,利用simulink软件建立一套甲烷积分浓度遥测仿真系统。采用归一化二次谐波检测技术去除环境干扰。仿真分析了正弦波频率和调制系数m对归一化二次谐波信号的影响,结果表明,m=2.2为最佳调制系数,正弦波频率的大小对归一化二次谐波信号无影响,确定了甲烷积分浓度检测的有效范围为0—2000 ppm·m,在该范围内,系统仿真的误差为-3.57%—4.06%。根据仿真结果对遥测仪进行了相关参数优化和实验研究与分析,结果表明系统测量误差为-4.68%—2.45%,采用Allan方差分析方法对系统的稳定性和检测限进行评估,该系统5 s积分时间内的检测下限为37.85 ppm·m,最佳积分时间为345 s,对应的检测下限为6.27 ppm·m。该研究结果对高精度激光甲烷遥测系统研发具有重要的意义。     

色域及色域覆盖率

阐述非均匀色度空间及均匀色度空间、色域及色域覆盖率的基本概念,用色域覆盖率度量SDTV和HDTV电视机显示终端、LCD和DLP前投或背投影接收机等彩色还原能力,并给出了色域覆盖率测量示例.     

多波长光声信号的时域与频域比较

为了分析在不同激发波长下不同组织/目标光声信号的时域与频域特点和差异,根据光声信号产生的基本原理,采用光声信号时域和频域分析方法,设计了石墨仿体和离体组织等不同样品的多光谱光声实验。结果表明,样品的光声信号在时域与频域所展示的性能有很大的不同,不同样品的光声信号的声谱是不同的,且在不同激发波长下的声谱的峰值所对应的频率均相同,因而可以用于组织特性的描述、组分识别等用途。此研究有助于利用光声成像实现组织识别,并为进一步利用频谱分析方法研究多光谱光声成像奠定了基础。     

基于空频域结合的显著目标检测

为了能更准确地检测出图像中的各种显著性目标,针对单一域的显著性目标检测方法容易造成有用信息遗失的缺点,提出一种将图像频域的全局信息与空域的局部信息结合获得更全面的显著性目标信息的新模型。通过融合两个域中的有用信息,将空域中的局部信息与频域中的全局信息进行信息的优势互补。此模型不但可以加强复杂背景下显著区域部分,而且可以有效抑制重复的非显著性部分。实验表明该模型方法相对于其它单一域的模型能较好的提取显著性目标区域,与单一的空频域模型比较,在准确率上相对于空域模型提高9.5%,相对于频域模型提高了6.3%。     

基于域鉴别网络和域自适应的行人重识别

针对行人重识别无监督跨域迁移问题,提出一种 基于域鉴别网络和域自适应的行人重识别算法。首先,使用改 进ResNet-50训练监督域鉴别网络模型,加入共享空间组件得到特征 不变属性,用于区分类间图像,并基 于对比损失和差异损失来提高模型的分类性能。其次,利用域自适应无监督迁移方法由源域 数据集导出特 征不变属性,并应用到未标记的目标域数据集上。最后,匹配查询图像和共享空间中的图库 图像执行跨域 行人重识别。为验证算法有效性,在CUHK03、Market-1501和DukeMTMC-reID数据集上进行了实验,算法 在Rank-1准确度分别达到34.1%、38.1%和28.3%,在mAP分别达到34.2%、17. 1%和17.5%,最后还验证了 模型各个组件在训练阶段的必要性。结果表明本文算法在大规模数据集上的性能优于现有的 一些无监督行人重识别方法,甚至接近于某些传统监督学习方法的性能。     

Conformal hybrid finite difference time domain and finite volumetime domain

A hybrid method that combines the finite difference time domain (FDTD) and the finite volume time domain (FVTD) methods is presented. The FVTD, based on a conformal and unstructured grid is used in the near vicinity of the surface of a scatterer, and the FDTD is used to model the fields in the surrounding area. The two are coupled together through interpolation. The vertex-based FVTD allows for more convenient and accurate interpolations than a conformal FDTD method. The hybrid method is validated through two examples-the scattering by a PEC cube and sphere-by comparison with the direct FDTD solution, and with an exact Mei series solution for the spherical case     

Comparison of MC-CDMA with DS-CDMA using frequency domain and time domain RAKE receivers

In this paper a multicarrier CDMA (MC-CDMA) system with a soft decision differential phase shift keying (DPSK) frequency domain RAKE receiver is described. We compare a MC-CDMA system with a direct sequence CDMA system using RAKE receivers. In contrast with previous MC-CDMA systems, guard intervals are not used and the carriers are spaced at the reciprocal of the bit rate, optimising the usage of the bandwidth. In this way a comparison can be made between the multicarrier CDMA system described and a direct sequence (DS-CDMA) system with the same bandwidth. The results presented are received bit error rates from Monte Carlo simulations. The simulations are conducted in a multipath channel with Rayleigh fading and 300 Hz Doppler spectrum with additive white Gaussian noise. It is shown that the multicarrier CDMA matched filter receiver performs favourably compared to the direct sequence CDMA matched filter receiver for 1 -path fading. For a single user at a receive bit error rate of 1×10^–3 in the 4-path fading channel the multicarrier RAKE receiver requires no knowledge of the channel delay spread and performs 3 dB worse than the DS-CDMA RAKE receiver simulated. The performance of the MC-CDMA RAKE receiver for a single user increases with increasing channel dispersion. The performance of the DS-CDMA RAKE receiver for multiple user is superior to that of the MC-CDMA RAKE receiver.     

RS码的时域编码/频域译码技术

提出一种RS混合译码技术－时域编码／频域译码，对照单纯的时域编译 码和频域编译码分析了其优越性。这种编译码技术可广泛应用于数字电视信号的传输及其它数字通信场合。     

Determination of Laplace-Poisson domain interface

A method is outlined for the determination of an interface boundary between two domains defined by Poisson's and Laplace's equations, respectively. The particular solution for a junction f.e.t. is considered.     

基于频域数据采样和时域信号同步的超宽带时间反转成像

提出一种基于频域数据取样和时域信号同步的超宽带（Ultrawideband,UWB）时间反转（Time-Reversal,TR）成像方法.单个发射机发射UWB脉冲信号到探测区域,时间反转镜（Time Reversal Mirror,TRM）的每个天线单元对散射信号进行细频和粗频数据采样,得到各自单元的频率-频率-多站数据矩阵（individual-FF-MDM）.把所有单元的该矩阵堆砌起来,形成一个全体单元的频率-频率-多站数据矩阵（full-FF-MDM）,并对full-FF-MDM进行奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）,得到耦合了目标位置信息的左奇异值向量.将每一个左奇异值向量变换成时域脉冲回传辐射,则来自TRM各单元的回传辐射信号在相应目标处同时到达波形的最大值,而在非该目标处则不能同时达到最大值.于是,定义各单元的回传信号乘积作为目标成像函数,可获得良好的横向和纵向分辨率.