双端谐振型SAW扭矩传感器信号提取与处理的研究

针对应用于车载EPS系统中的双端谐振型SAW扭矩传感器的信号提取与频率估计困难的问题,提出一种新的估算方法。该方法在M-Rife算法的基础上利用Welch算法计算功率谱及最大谱线,代替原有的FFT过程,提高了估计准确性。当估计频率不在规定的中心区域内时,用Quinn算法来判断频移系数进而确定频移方向,而后重新利用Rife算法进行频率估计。仿真和试验结果表明,改进的算法在估计双端谐振型SAW扭矩传感器的频率信号方面具有较好的精度,估计结果明显优于单独使用M-Rife算法,符合EPS系统对扭矩传感器的要求。     

基于米散射激光雷达的大气气溶胶检测系统设计

设计了一种基于米散射激光雷达的大气气溶胶检测系统。依据米散射激光雷达的原理,研究了激光光束与大气气溶胶的相互作用,设计并搭建了米散射激光雷达大气气溶胶检测实验平台,利用Zemax设计了一套具有滤波聚焦功能的光学望远系统。通过对光束进行扩束并利用可调谐式固定装置来增强回波信号强度。实验结果表明,设计的系统具有高的回波信号强度和低的杂散光干扰,能获得超高信噪比的激光回波信号。由此大大降低了后续算法的难度,使测得的气溶胶数据更加准确。     

基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿方法

针对正交频分复用水声通信对多普勒频移敏感的问题,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿算法。将第2类非均匀快速傅里叶变换引入正交频分复用水声通信中,利用非均匀快速傅里叶变换对接收信号进行多普勒因子网格补偿,通过稀疏贝叶斯学习获得水声信道估计,以水声信道的稀疏能量最小作为多普勒因子判断准则,从而获得高精度多普勒估计。仿真结果显示,所提出的方法在信噪比大于5 dB时,多普勒估计均方根误差优于1×10~(-5),同时系统误码率随着多普勒估计均方根误差减小而降低。海上试验结果显示,利用本文所给多普勒估计方法获得的两船相对径向速度与实际情况相吻合,系统解码后的平均误码率优于8.33×10~(-4)。仿真和海上试验结果表明,所提出的算法能够对多普勒因子进行有效估计,并且降低系统误码率。     

轨道移频信号频率参数检测方法的研究

为了进一步提高轨道移频信号频率参数的测量精度,运用欠采样(带通采样)定理和ZOOM-FFT算法对频谱进行细化,根据轨道移频信号的频谱对称特性,引入重心法校正技术,在采样点数为2048情况下,使测量精度比规格要求提高了约3.5倍。     

基于双频超声波多普勒的血流量测量理论模型及仿真

文章提出双频超声波多普勒血流量测量的理论模型,并加以理论证明,在此基础上通过Matlab对其进行仿真,得到双频超声波多普勒血流量测量的理论结果.即两束多普勒信号虽然载波的频率不同,但是经过带通滤波和低通滤波等一系列处理后,两柬多普勒频移信号的频谱分布规律没有发生改变.经运算可使多普勒频移信号得到加强,而噪声信号的功率谱得到有效抑制.     

基于光纤移频延时环的 Φ-OTDR 信号衰落抑制方法

多频探测是相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)光纤传感系统中干涉衰落抑制的重要手段,但存在多频率生成造成结构 复杂的问题。 提出了一种基于光纤移频延时环的多频脉冲产生方法,设计了包含移频、放大、延时、滤波、隔离等环节的光纤环 结构,使用简单结构实现了多频探测脉冲的产生与复用。 并分别采用脉冲延时补偿算法与旋转矢量求和算法对瑞利后向散射 拍频信号实现了数据对齐与数据聚合。 实验结果表明,传感系统通过生成包含 6 个频率分量的多频探测脉冲,可在 10. 33 km 的传感光纤上将衰落概率由 26. 43% 优化至 0. 93% ,并实现了信噪比为 5. 29 dB 的振动信号准确定位,以及相关系数为 0. 997 的振动信号线性解调,从而为 Φ-OTDR 系统在复杂环境下的振动信号抗衰落解调提供了新的解决方案。     

一种新的正弦信号频率估计方法

将二阶陷波器进行级联,构造自适应多频陷波器,实现对多个信号频率的估计.二阶陷波器的参数采用改进的最小平均指数算法LMP(Least Mean P-power)算法同步进行优化,以得到信号频率.仿真结果表明,该方法在不同信噪比下对于单频和多频信号均具有较好的估计结果,噪声干扰在一定程度上影响频率估计精度和估计速度.     

UUV平台OFDM水声通信时变多普勒跟踪与补偿算法

针对传统多普勒估计和补偿算法在基于无人水下航行器(UUV)的正交频分复用(OFDM)水声移动通信中难以准确跟踪时变多普勒因子并对其进行快速实时补偿的缺陷,提出了一种基于时频联合搜索的新的多普勒跟踪与快速补偿算法。利用梳状导频结合频域变采样技术搜索OFDM符号在不同多普勒因子下的信道频域响应,借助匹配追踪技术对信道估计结果进行稀疏度评估,选择稀疏度最佳的信道响应对应的多普勒估计对信号进行快速补偿。经蒙特卡洛仿真及海试试验证明,该方法能够有效实现对基于UUV平台的时变多普勒实时追踪和快速补偿,保证稳健的OFDM水声移动通信。     

基于有限域搜索的MUSIC法快速频率估计

MUSIC法是现代信号高精度频率估计的一种重要方法，但它需要在整个频域内进行搜索，严重影响了其实时性应用。本文深入分析了FFT算法与MUSIC算法的特点，利用FFT算法对信号成分频率进行预估计，缩小搜索域，再利用MUSIC方法进行频率细化，通过仿真研究，这种方法能有效提高信号的处理速度，从而加强了MUSIC算法的应用。     

基于智能天线的相干多径环境的标签信号提取方法

针对射频识别系统中标签信号在相干多径环境下难以提取的问题,提出一种采用智能天线技术来提取相干标签信号的方法.以均匀直线阵为基础,利用子阵输出的相关信息,采用前后向空间平滑技术对相干的阵列接收信号进行预处理,再用多重信号分类(MUSIC)算法正确估计出波达方向(DOA)用以提取标签信号.性能仿真和实验结果表明,该方法具有较低的信噪比门限和较高的分辨能力,达到了提高在相干多径环境下提取标签信号成功率的目的     

应用序列二次规划的波达方向与多普勒频率联合估计

为了快速准确地联合估计阵列信号波达方向(DOA)与多普勒频率,提出了将序列二次规划(SQP)应用于最大似然函数优化的联合谱估计算法。该方法利用空时信号模型通过Hankel矩阵构造出阵列流型中包含DOA与多普勒频率信息的广义天线阵模型,并推导出其最大似然函数,从而将参数估计问题转化为非线性函数优化问题。然后,将SQP方法应用于似然函数的优化求解中,得到DOA与多普勒频率的估计值。最后应用SQP方法、微分进化法、遗传算法和量子粒子群算法分别进行了优化的仿真对比实验。结果表明:提出的算法具有寻优时间短,估计精度高,参数自动配对等特点,在信噪比为0dB时估计两个目标信号源的DOA与多普勒频率的均方根误差分别为0.263 6°和0.007 6rad,基本达到了阵列信号处理中参数联合估计方法的设计要求。     

利用隔离小生境混合蛙跳方法联合估计波达方向和多普勒频率

为了高效准确地联合估计波达方向（DOA）和多普勒频率,提出了基于二维MUSIC谱和隔离小生境混合蛙跳算法的联合谱估计方法。首先,利用状态空间模型构造包含DOA和多普勒频率信息的广义可观测矩阵。 然后,利用MUSIC算法和广义可观测矩阵构造联合估计的二维谱函数,将参数估计问题转化为多峰函数优化问题。最后,引入混合蛙跳算法（SFLA）并利用隔离小生境技术对混合蛙跳算法进行改进,使其适应于二维MUSIC谱多个极值的优化搜索,降低搜索计算量,得到DOA和多普勒频率的估计值。实验结果表明：在考虑信噪比为0 dB的两个独立信号源的情况下,利用本文方法估计得到的DOA和多普勒频率的均方根误差分别为0.23°和0.005 5 rad。该方法具有控制参数少、计算量小、参数自动配对等特点。     

Fast calculation of confidence intervals on parameter estimates of least-squares frequency-domain estimators

The least-squares complex frequency-domain (LSCF) estimator—commercially known as the PolyMAX estimator—nowadays is used intensively in various modal analysis applications. The main advantages are the very clear stabilization diagrams and even more important, the speed. In this paper it is shown that confidence intervals of the modal parameter estimates can be derived without major additional calculations, if the frequency response functions are uncorrelated and noise information (e.g. the coherence function) is available. This approach is also applied to the iterative quadratic maximum likelihood (IQML) estimator, indicating strong analogies to the maximum likelihood (ML) estimator. The algorithm is evaluated by means of Monte Carlo simulations.     

连续波超声多普勒管道流量测量

介绍了一种采用连续波超声多普勒方法的管道流量测量系统。该系统在单片数字信号处理芯片上运用中频解调、选带傅立叶变换和加权平均频率估计等算法对连续波超声多普勒信号进行处理。解决了传统超声多普勒流量计在管道流量测量中遇到的低流速测量困难和无法判断流速方向等问题。     

基于Duffing振子和ML的微弱信号幅值估计新方法

基于Du ffing振子和最大似然参量估计方法,提出一种微弱正弦信号幅值估计的新方法。介绍了新方法的原理和具体实现过程。将混有噪声的待测信号送入Du ffing系统,依据大周期工作状态下Du ffing系统具有优良的信噪比改善特性,采用最大似然法估计Du ffing系统的输出信号幅值,进一步由系统输入输出之间的关系确定输入的微弱正弦信号的幅值。通过仿真实验,对该方法和最大似然法直接用于微弱正弦信号幅值估计的结果进行了对比。实验结果表明:该方法明显提高了估计精度。     

Analysis of photonic Doppler velocimetry data based on the continuous wavelet transform

The short time Fourier transform (STFT) cannot resolve rapid velocity changes in most photonic Doppler velocimetry (PDV) data. A practical analysis method based on the continuous wavelet transform (CWT) was presented to overcome this difficulty. The adaptability of the wavelet family predicates that the continuous wavelet transform uses an adaptive time window to estimate the instantaneous frequency of signals. The local frequencies of signal are accurately determined by finding the ridge in the spectrogram of the CWT and then are converted to target velocity according to the Doppler effects. A performance comparison between the CWT and STFT is demonstrated by a plate-impact experiment data. The results illustrate that the new method is automatic and adequate for analysis of PDV data.     

预警雷达的盲自适应波束形成新算法

针对预警机PD雷达，提出一种盲目适应波束形成新算法。在未知阵列响应矢量的条件下，利用信号的多普勒信息，估计出期望信号的波达方向。采用此波达方向作为导向矢量，校正ESB波束形成算法的约束导向矢量，从而提高波束形成算法的性能。当期望信号含于相关矩阵时，它能够有效地抑制信号对消现象。它可应用于在波束中有多个期望信号的场合。计算机仿真结果验证了这种算法的有效性。     

Potential Accuracy of Estimation of the Information Parameter of a Homodyne Laser Doppler Vibrometer Signal

This paper describes the analysis of the potential accuracy of estimation of the signal modulation index of a homodyne laser Doppler vibrometer with frequency modulation and known and unknown non-information parameters of the signal. The Rao — Cramer inequality is used to obtain expressions for calculating the lower bound of variance of the modulation index estimate and study its relationship with a signal/noise mixture. Recommendations on the choice of conditions for measuring the amplitude of vibro-displacement by the homodyne Doppler laser vibrometer are given.