干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

一种反正切函数的高精度算法的FPGA实现

在旋转编码器设计中常利用两个传感器去获得转子在某一位置时的一对正交输出的电压信号,然后用到arctan函数计算转角.本文研究了一种基于CORDIC算法计算arctan函数的方法,除巧妙利用右移解决算法收敛性问题外,还利用时钟信号的上升沿和下跳沿分别处理移位运算和迭代运算,使得算法的执行效率提高了一倍.最后用Cyclone的EP1C20F400C8芯片仿真实现该算法.仿真结果表明,系统稳定性好,精度高,占用资源少,能满足旋转编码器快速解码的要求.     

PGC解调光纤水听器系统低通滤波器频率特性的分析与研究

在PGC解调光纤水听器系统中,低通滤波是一个非常重要的环节,该文从PGC解调原理和低通滤波器（LPF）输入、输出信号频谱分析人手,对低通滤波器的频率特性（幅频特性、相频特性）进行研究,结合仿真实验证明了低通滤波器锐截止特性和线性相位的必要性,并提出一种对截止频率进行优化设置的新方法,利用该方法选取截止频率,可以使PGC解调系统获得更大的动态范围．     

反正切函数联合参数的凸组合最小均方滤波算法

为解决传统最小均方自适应滤波算法联合参数λ(n)运算量大、收敛速度慢的问题,提出一种基于修正的反正切函数的凸组合最小均方滤波算法,并应用Matlab软件对不同信噪比算法进行仿真比较。结果表明:该算法在保证运算量的前提下,能够加快算法的收敛速度及减小其稳态误差。反正切函数联合参数的凸组合最小均方滤波算法具有更好的滤波性能。     

光纤水听器的研究与设计

随着水听器技术的发展,光纤水听器是基于光纤、光电子技术的一种新型水听器,光纤水听器具有灵敏度高、频带宽、等优点,特别适合在空间受限、易爆等恶劣环境下使用[1-2]。光纤水听器从基本原理上可分为强度调制型、相位调制型和光纤光栅型。强度调制型水听器是指通过调制光纤中传输光的强度从而达到测量水下声波信号的目的。这种类型的光纤水听器在很久以前便受到关注,研究开发较早,主要调制形式有光纤微弯式、光纤绞合式、受抑全内反射式及光纤光栅式等。     

基于反双曲正切函数的变步长LMS算法

针对定步长的LMS算法无法同时满足低稳态误差和快收敛速度这个需求,本文提出了一种基于反双曲正切函数的变步长LMS算法. 该算法基于反双曲正切函数构建步长与误差信号之间的非线性函数关系式,以此来替代LMS算法中的定步长,实现了对步长因子的动态调整. 文中详细讨论了新的变步长函数中参数α,β和γ对于算法性能的影响,并和其他几种较新的变步长算法进行了性能比较. 仿真结果表明,所提算法很好地兼顾了收敛速度、稳态误差和跟踪性能,在系统辨识、正弦信号去噪和自适应线性预测方面表现出了优异的性能.      

干涉型光纤水听器的数字化解调

分析了干涉型光纤水听器相位载波（PGC）调制解调原理，给出了由载波信号生成2倍混频信号的方法，并通过对频谱的分析说明了系统可降采样的原理，提出了基于数字信号处理器（DSP）的干涉型光纤水听器相位载波（PGC）检测的数字化实现方法．对硬件系统进行了合理的设计，对软件算法进行了优化，提高了系统的运行效率，满足了实时性要求．     

正切函数泰勒展开式系数的恒等式

通过求导方法，并结合三角函数之间的变化关系，研究正切函数的泰勒展开式中的系数问题，得到了其系数之间的组合恒等式。     

正切函数两个不等式的推广

证明了与正切函数相关的两个不等式.     

基于分布反馈光纤激光技术的水听器研究进展

基于分布反馈光纤激光技术的水声传感器以高灵敏度、大动态范围、易于组成阵列、重量轻、体积小等优势引起了广泛关注并在国防领域及其他领域开始获得应用。本文介绍了这种传感器的工作原理,在灵敏度、动态范围、阵列组成等方面的研究进展以及它所获得的应用。     

一种光源调频的相位生成载波的反正切解调方法

提出了一种将激光光源进行AD转换并与干涉信号相除以消除伴生调幅的相位生成载波的数字化解调方案,对消除伴生调幅后的信号进行了反正切PGC算法和微分交叉相乘PGC-DCM算法的对比研究,仿真实验表明:反正切PGC可以检测到更低频率的信号,而且算法耗时低,具有更高的实时性.     

基于DSP的PGC信号解调方案的应用研究

介绍了相位产生载波(phase generated carrier)零差检测技术的基本原理,以及采用DSP对PGC信号进行数字化处理的方案的研究.阐述了PGC检测系统数字化的必要性,方便了系统的调试,并解决了模拟器件温度漂移的问题,在实际过程中对该系统进行了可行性测试,结果表明,此系统基本上达到了预期的目标.     

基于CCS的干涉型光纤水听器PGC解调方法研究

在干涉型光纤水听器的信号检测处理技术中，相位产生载波(phase generated carrier简称PGC)的处理方法应用广泛，CCS(code composer studio)是TI公司推出的开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境(IDE)，通过对基于CCS的PGC解调技术理论和仿真分析，说明PGC数字化处理的可行性，并在硬件调试中得到了验证。     

光纤传感器PGC数字化解调去除趋势项研究

相位生成载波(PGC)调制解调是干涉型光纤传感器研制中较为常用的检测方案,而趋势项效应是包含积分环节的PGC数字化解调中无法避免的问题.在讨论了PGC数字化解调中产生趋势项原因的基础上,将最小二乘曲线拟合法应用到积分数据的修正中.通过仿真验证了该方法在解调中所起到的去除趋势项的作用,为工程实践提供了依据.     

直流漂移对PGC解调结果的影响

在实际的相位生成载波（简称PGC）解调输出中，直流漂移会使解调结果产生失真．为此，对其影响进行了理论分析，并对分析的结论进行了仿真验证，研究了实际数字化实现PGC解调原理中消除这种影响的方法．结果证明，用软件算法和硬件高通滤波电路都可以有效地降低直流漂移的影响．     

矢量水听器阵列矩阵空域预滤波MUSIC算法

针对矢量水听器阵列多重信号分类(MUSIC)算法分辨率低这一缺点,提出了矢量水听器阵列矩阵空域预滤波MUSIC算法.该算法充分利用矩阵空域滤波器输出数据保留阵元域的特性,通过设计一个空域矩阵滤波器对矢量水听器阵列数据进行预处理,抑制阻带扇面的干扰与噪声,且尽量保证通带扇面的信号无失真通过,然后利用MUSIC方位估计进行处理.仿真结果表明:该算法可以抑制通带扇面外干扰与噪声,通带内目标分辨信噪比门限可提高3dB.     

谐波小波解调法在齿轮箱故障诊断中的应用

在研究谐波小波频段分解与Hilbert解调分析的基础上,提出了基于谐波小波包变换的解调分析法,并详述了其具体实现过程。该方法根据齿轮箱频谱特征与齿轮箱故障特征频率的理论计算值,确定所需提取的特征啮合分量,并在此基础上选择谐波小波包分解层数与所需提取的频带带宽;通过傅里叶变换及其反变换提取出相应的特征啮合分量,然后借助Hilbert算子对提取出的啮合分量进行包络解调分析。采用这种方法对存在磨损及点蚀故障的齿轮箱振动信号进行了分析,结果表明,基于谐波小波包的包络解调法具有精确提取任意频段调制信息的能力,能够为齿轮箱故障源的准确定位及故障程度提供可靠的判断依据。