基于FPGA的激光多普勒测长仪信号处理算法研究

针对激光多普勒测长仪多普勒频率的准确提取问 题,提出了一种基于FPGA的自适应采样频率的多普勒信号 处理算法。首先通过跟踪多普勒频率实现了采样频率的自适应选择,提高了低速测量的准确 度,扩大了系统的测速 范围;结合了FFT-FS频谱细化算法和比值校正算法,有效减小了测量误差,进一步提高了 多普勒频率提取的准确度; 最终通过多组长度测量实验,验证了算法的可行性,测量结果的相对误差优于0.1%。     

频谱细化及频谱校正技术在激光多普勒测速仪中的应用

提出了对多普勒信号先进行频谱细化,再进行频谱校正的方法,阐述了几种常见的离散频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并运用它们对不同频率的理想正弦信号和实测的多普勒信号进行谱仿真和实测研究。理论分析和实验结果表明:频谱细化算法中Goertzel细化算法所需的运算量最少,计算速度最快;频谱校正算法中比值校正算法校正公式简单,运算量少,且校正精度较高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率,将其运用于频谱分析型激光多普勒测速仪中切实可行。     

激光多普勒测速仪中的频谱分析技术

为了提高激光多普勒测速仪的测速精度,将频谱分析技术应用于多普勒信号的处理中,先对信号进行频谱细化,再对细化后的频谱进行校正。阐述了几种常见的频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并对它们的频谱分析精度和运算量进行了比较。在Matlab平台上将它们应用于理想正弦信号进行仿真,比较了各种算法的优缺点,最后将频谱细化和频谱校正技术应用于实测多普勒信号的处理中。仿真和实验结果表明:频谱细化技术可以大大提高激光多普勒信号的频谱分辨率,频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率,减小信号处理的误差。将其运用于激光多普勒测速仪中切实可行,为设计高精度的激光多普勒测速仪创造了条件。     

激光多普勒测速中的频谱校正及其应用

由于激光多普勒测速(LDA)系统的动态测试范围宽,信噪比低,单个散射粒子的渡越时间短,能采集到的信号长度有限,因此必须探索合适的频谱校正方法提高多普勒频率的精度来满足LDA的测量要求。将能量重心法、比值法、相位差法、频谱细化、频谱拟合等5种离散频谱校正方法应用于LDA信号处理中,通过仿真计算比较各种方法的优缺点,并选取比值法用于实时测量,取得了明显的效果。     

基于混合卷积窗的激光多普勒信号处理研究

快速傅里叶变换是激光多普勒测速系统信号处理的一种常用方法,但在异步采样时存在频谱泄漏和栏栅效应,其处理精度偏低。为了提高检测精度,提出基于Nuttall窗函数和五项最大旁瓣衰减窗函数的混合卷积窗改进六谱线插值校正算法。混合卷积窗在保证良好的旁瓣特性的同时也能保证主瓣不过宽,改进六谱线插值可有效抑制栏栅效应在参数估计过程中的负面影响,提高分析精度。为了避免解高次方程,提出三次B样条插值来拟合插值系数,并推导出改进六谱线插值的频率校正公式。搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台,利用仿真数据和实测信号验证了本文算法在低信噪比环境下有较好的频率和速度测量精度。     

激光多普勒闪烁信号处理中的小波变换方法

文中讨论了小波变换应用于激光多普勒信号处理的方法。研究表明，通过对连续小波变换，可检测多谱勒闪烁信号频移，在尺度域上突出测量体积中多粒子多普勒闪烁叠加信号的特征，从而可很好地分辨测量体积的多粒子状态。     

激光多普勒测速雷达技术研究现状

多普勒频率提取算法是激光多普勒测速雷达的关键技术之一,它会直接影响测速精度、作用距离、动态响应范围。本文以一款典型激光多普勒测速雷达为例介绍了测速系统的组成与关键技术,对比分析了国内外典型激光多普勒测速雷达的性能指标及技术参数,重点研究了各种多普勒频率提取算法,并对各种算法的优缺点进行概括总结。最后对多普勒频率提取算法进行了展望。     

虚拟仪器和混合编程用于快速构建信号处理平台

将主要用于测控领域的虚拟仪器扩展作为一种通用信号处理平台。以NI的LabVIEW为框架,以NI的数据采集卡为主要硬件设计了一个完整的信号处理平台,在该平台上可以快速构建多种多样的信号处理系统,实现数据的现场采集与处理。此外,针对LabVIEW的一些不足,平台提供了多种编程语言的接口,使用者可以根据需要,选用Matlab,C语言等填写核心算法,从而发挥各种编程语言的优点,增强平台的通用性且丰富了系统的功能。最后,运用该平台搭建了2FSK信号解调系统,验证了该平台的通用性和有效性。     

激光多普勒信号处理中小波分析的应用研究

文章提出了一种通过小波变换的方式,对激光多普勒信号进行处理,以消除人体激光多普勒信号噪声。首先对小波转换的原理以及特点进行分析,然后分析小波分析在激光多普勒消噪处理中的应用,其次通过激光多普勒信号消噪仿真实验,并对仿真结果进行小波分析,验证小波变换消噪效果,供有关人员参考。     

LabVIEW和MATLAB混合编程在盲信号处理中的应用

文章把LabVIEW和MATLAB相结合使用,充分利用LabVIEW图形化设计语言的优点和MATLAB强大的数据分析处理能力,使开发的虚拟仪器具有更广泛的用途。利用两者混合编程技术应用于盲信号处理,相比传统的编程方法,既有良好的计算机用户图形界面,又有很强的盲信号处理能力,仿真结果实现了盲信号分离,验证了该方法的有效性和实用性。     

激光多普勒测速雷达信号处理的FPGA实现

激光多普勒测速雷达信号处理由于数据量大、实时性强等特点,对信号处理单元的要求较高。现场可编程门阵列(FPGA)具有高速、并行性等优点,可以满足测速雷达的需求。介绍了利用单片FPGA实现激光多普勒测速雷达信号处理的过程,详细说明了数据的缓存、干扰频率的滤波、2倍降采样、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和脉冲累积等步骤的FPGA实现,最后分析了模块的性能并给出了测试结果。     

基于FPGA的激光多普勒微振动检测及信号处理方法

为实现微弱振动信号的实时、高精度解调,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的激光多普勒微弱振动检测及信号处理方法。采用全光纤结构的光学系统,振动信号处理系统则以FPGA为核心设计。改进相位解缠模块,在增大振动测量范围的同时,使其能适用于简谐振动与复杂振动。通过模拟振动实验验证了改进后相位解缠模块,且当振幅在80μm以内时,测量精度在5‰以内。通过对压电陶瓷实际振动目标测振实验,其频率测量误差在1Hz以内,振幅与频率的测量精度均在1%以内。实验验证了该振动信号处理方案对于扩大振动测量范围与实现高精度目标振动解调的有效性。     

基于自适应滤波的宽带阵列信号处理技术

自适应滤波是近30年以来发展起来的一种滤波方法。它是在维纳滤波、Kalman滤波等线性滤波基础上发展起来的一种最佳滤波方法。由于它具有更强的适应性和更优的滤波性能,因此在实际工程中,尤其在信息处理技术中得到了广泛的应用。这里将自适应滤波技术应用于电子对抗领域,解决电子战多通道宽带接收机之间的幅度、相位不一致性问题,并实现了基于自适应滤波的宽带波束形成方法。     

频率调制光谱稳频法的信号处理算法研究

频率调制光谱稳频法利用参考气体对激光吸收量来反馈控制激光波长稳定,反馈信号的提取通过调节参考信号与吸收分量同相的方式实现.为免除移相的麻烦,提出利用吸收分量和色散分量的合成信号作为反馈信号,通过仿真证明可以利用合成信号作为反馈信号.该合成信号的提取利用两正交参考信号与合成信号耦合的方式实现,该方式方便了信号的提取,免除了调相的麻烦.最后还提出一种判定激光波长偏移的方法.     

基于改进算法的语音增强在激光侦测系统中的应用

为了消除噪声所引起的语音信号的衰落,以自适应滤波器为基础,并综合泄漏最小均方（LMS）算法和变步长LMS算法的优点,提出了适用于激光侦测系统的可变泄漏最小均方（VL-LMS）自适应滤波新算法,对其原理进行了剖析。用实测的带噪语音信号进行了动态仿真,结果表明,该算法能有效地克服基于LMS算法的自适应谱线增强器的不足,具有良好的抑制高斯噪声能力和跟踪性能。     

一种基于阵列信号处理的短波跳频信号检测方法

提出了一个适用于阵列天线的跳频信号检测模型。在该模型中,首先产生基于短时傅立叶变换的时频图,接着将跳频信号的各跳从时频图中分割出来,并用阵列信号处理中的到达方向(DOA)估计理论在频域中估计各跳的方向参数,最后通过空间聚类得到跳频信号的数目及各自的参数集。该模型具有计算量小、可检测变跳速跳频信号等优点。通过仿真实验验证了该模型的可行性和有效性。     

脉冲压缩CO_2相干激光雷达信号处理的研究

提出了采用快速傅里叶变换(FFT)及快速傅里叶逆变换(IFFT)变换对脉冲压缩CO_2相干激光雷达信号处理,并进行了理论与计算机模拟研究.通过运行所研究的信号处理程序包表明,采用这种方法可以很好地完成信号处理(脉冲压缩)任务,并可准确地提出所需要测量的时间延迟参数.