基于激光多普勒频移技术测量液流速度

基于多普勒频移和普勒相位差原理，利用粒子散射理论对液流速度进行了分析研究，并提出了实现该研究的实用技术。     

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。     

基于FPGA与DSP遥测声压谱分析装置设计

为压缩飞行器遥测系统运行过程中的数据传输量,设计了遥测声压谱分析装置。设计基于FPGA与DSP双核架构,配合流水线作业的设计理念,采集信号的同时进行数据时频转换,并实时将数据处理结果传输给外部设备。噪声信号声压谱密度(SPL)算法运用1/3倍频程的方式选择噪声的频率带,采用快速傅里叶变换法(FFT),极大地降低运算量,缩短数据转换时间,从而实现数据传输的实时性。测试结果表明,该数据预处理装置算法的误差小于3.4%,设计具有良好的实时性和稳定性,具有较高的实用价值。     

基于超声多普勒技术的气栓检测研究

针对人体血流中的气体栓子难以被识别和测量的问题,提出一种气栓超声多普勒检测方法。利用气栓和红细胞具有不同声学特征,分析基于自相关技术提取的特征参数,实现气栓的识别与特征检测。进行气栓仿真物理实验,设定中心频率后以不同的入射角发射超声信号,分析实验获得的流体速度分布与多普勒振幅数据并求解最优化检测参数以提高气栓检测精确度。实验结果表明,当入射角增大时,气栓和红细胞的速度分布、测量区间和血管与换能器之间的声衰减也增加。通过分析发现入射角为60°时检测效果最佳,该方法对血液气栓的临床检测有重要应用价值。     

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。     

超声多普勒血流自小波相关分析及STFT方法的对比研究

论文阐述了短时傅里叶变换(STFT)在分析长时间非平稳随机血流信号时产生的误差,提出了一种用于超声多普勒血流信号分析的自小波相关分析(AWCA)方法.小波变换灵活可变的时频窗,在分析多普勒血流信号时更具有优势.文中给出了超声多普勒血流仿真信号,并用此信号进行了相应的短时傅里叶与自小波相关的结果分析.对比分析结果表明,自小波相关分析方法不仅适合于分析具有非平稳性的多普勒血流信号,而且能够提供更好的位置和频率分辨特性.     

基于相位敏感光时域反射计的音频激励信号解调与复现

解调复现外部振动信号在实际工程监测应用中具有广阔的应用前景。基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的DAS可以探测分布式单模光纤的振动信号,其集传感和光纤于一体且还原原始信号时无需参考信号,适用于工程应用。本文设计演示了一种基于 Φ-OTDR的直接监测的简易且低成本的音频振动信号的解调与复现系统。在实验装置中使用聚苯乙烯板作为声音在空气中传输的增敏材料。将正弦干扰声音、人声及音乐三种激励源通过扬声器对待测光纤播放,证明本系统能在10 km的传输距离中复现频率丰富的外部振动信号,且具有4 m的空间分辨率,该系统适用于长距离监测下的外部振动的解调复现。     

基于多普勒与微多普勒联合利用的弱小目标检测与估计方法

近年来,无人机(UAVs)等低慢小目标对现有低空空域管理带来了巨大挑战。这类目标由于其飞行高度低、飞行速度慢及雷达散射截面(RCS)面积小,导致其回波信噪比(SNR)低,传统基于目标多普勒信息的检测估计方法检测概率低,参数估计不准确。对于无人机类低慢小目标的检测估计,除了可以利用目标径向运动产生的多普勒信息外,还可以利用目标微动部件产生的微多普勒信息,通过有效聚集因微动而分散在多个多普勒单元格内的能量,可望实现目标信噪比的提升。该文针对旋翼类低慢小目标,充分挖掘目标回波中蕴含的多普勒信息和微多普勒信息,在随机集框架下对旋翼无人机目标的多普勒和微多普勒信息进行联合建模,提出一种基于(CBMeMBer)滤波器的多普勒和微多普勒联合检测估计方法,利用贝叶斯估计实现了目标多普勒信息和微多普勒信息的有效积累和融合利用,可以提高雷达低慢小目标的检测估计性能。仿真试验表明,该方法可实现对旋翼无人机目标的稳定检测与状态估计,相比于仅利用目标多普勒信息的传统检测方法,检测灵敏度提高了2 dB。     

基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟

为提供更全面的雷达杂波模拟信号来有效评估雷达在杂波环境下的目标检测和跟踪性能,文中分析了混响室条件下接收信号多普勒频谱展宽和频移,提出了一种基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟新方法.用加拿大IPIX雷达海杂波频谱作为参考分析实验,结果表明模拟杂波与真实海杂波在多普勒频谱范围上有一致性,而且可通过调制搅拌器的搅拌速率来模拟不同的海面情况,说明混响室可用于模拟雷达杂波.     

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。     

环境压强对激光空泡声波特性影响的实验研究

环境压强是影响空泡脉动的一个重要因素.为了研究环境压强对激光空泡声波特性的影响,采用理想液体中单空泡运动的理论模型,对不同环境压强下液体中空泡运动过程进行了数值模拟,并通过充气泵精确调节高压水箱内的气压,采用高速照相机、高频测量水听器,得到了在不同压强条件下,空泡脉动特性的序列图像和声谱图,根据实验数据研究了不同环境压强下液体中激光诱导产生的空泡脉动规律与声波特性.结果表明:环境压强的改变影响了空泡生存周期和脉动的剧烈程度,但对声波的强度和声谱分布没有影响.辐射的频率集中在0~50 kHz 范围内,所辐射的声波能量主要集中在0~20 kHz 频段范围,并在2 kHz 与8 kHz 有两个明显的频率峰值.     

激光相干多普勒测速精度实验

激光相干多普勒测速雷达由于测量精度高、测速范围广、功耗体积小等优势广泛应用在风场测量、导航及飞行器着陆等方面。为了测试其测速精度,本文研制了速度发生器,搭建了高精度大速度范围的精度测试平台,利用搭建的测试平台对激光多普勒测速精度进行测量,在105.8266 m/s的速度下测得的精度为0.0383 m/s。对激光多普勒测速的精度进行了分析,提出了插值校正FFT频率、采用流水线的FFT处理方法、增加采样位数和提升采样频率等方法来提高测速精度。     

压疮易患组织的激光多普勒血流信号小波分析

应用激光多普勒血流仪(LDF)实时监测了脊椎损伤病人压疮易患组织在静息条件下及局部血流压力阻断后的微循环血流状况,并应用小波变换分析了血流信号的脉动性.研究发现,与健康人员相比,脊椎损伤病人在静息条件下,血流信号中与内皮相关的代谢性活动脉动幅度显著性降低(F=5.26,p=0.032);在局部血流压力阻断后的脉动响应中,神经性活动脉动响应幅度显著性降低(F=5.44,p=0.029).结果表明,脊椎损伤病人血流信号中与内皮相关的代谢活动及神经性活动,对于血流调整具有相对较小的贡献.     

激光光声偏转法测量化学流体中的声速

本文叙述利用脉冲激光光声偏转法测量盐水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和浓硫酸等几种化学流体中的声速。     

激光多普勒测振技术的最新进展

介绍了激光多普勒测振技术的发展,着重介绍了激光多普勒测振技术的最新进展。     

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。     

参考光束型激光多普勒测速仪的研究

针对双光束激光多普勒测速仪不能进行离焦测量和陆用导航系统行驶路面上下起伏的特点,提出并设计参考光束型激光多普勒测速仪,用于物体横向速度的测量,很好地解决了陆用惯导系统中离焦测量的难题。与光接收计数法测量结果相比较,系统的稳定性虽高,但测速的相对精度不高（1％左右）,需作进一步深入研究。     

基于TDLAS技术的空气气压精确测量

基于可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术,通 过测量水汽吸收线的展宽,实现了气体压力的精确测量。实验中光源被 分为两束,一束通过压力可调的样品池获得吸收光谱数据,另一束通过FP标准具用以波 长定标。选取 水汽在7243cm－1附近的两条吸收线, 利用测得的10～20kPa之间的水汽吸收线压力展宽值对 HITRAN数据库中的空气展宽系数进行校正。实时测量了参考气压值从30～100kPa时的 水汽吸收线压力展宽,计算得到气压值并与参考气压进行比较,不同参考压力下利用水汽7243.075cm－1 和7242.370cm－1处吸收峰计算结果与参考气压值的偏差分别分布于0.9%附近和2.0%附近,两条吸收谱线 测量结果波动均小于0.2%。实验测量结果与参考值几乎一致,且同一条件不同次测量结果波 动较小,证明了TDLAS技术应用于实时环境气压精确快速测量的可行性。