基于背景扣除的弱吸收信息精确提取方法研究

随着半导体器件的快速发展,基于分子振-转吸收光谱的研究日益深入,以可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)为代表的检测技术取得巨大进步,应用领域进一步扩大,已有超过一千类仪器应用于连续监测以及过程控制,每年出售的气体检测仪器占据了红外气体传感检测仪器总数的5%以上,已实现不同领域组分浓度、温度、压力等参数的高精度探测。本文针对仪器开发领域目标吸收信息被完全覆盖的复杂应用环境,利用调制技术将吸收信息转移到高频部分,经过分通道背景扣除和谐波信号归一化处理提取吸收信息。以测量含硫天然气中微量H2S为例,天然气中CH4含量超过90%,目标组分H2S的吸收信息被完全覆盖,将吸收信息转移到1 kHz频率,得到的谐波信号峰值与H2S浓度呈正相关,线性参数达到0.9999,实现了弱吸收信号的有效提取,从方法上验证了提取弱吸收信号的有效性,进一步扩展了光学气体传感的应用领域,为仪器开发提供技术保障。

基于经验模态分解及自相关分析的微弱信号提取方法

为提取机械设备故障诊断中的某些微弱信号,给出一种新的提取强背景噪声中微弱周期信号的方法.首先对原始信号进行经验模态分解,得到理论意义上的固有模态函数;然后对各分解层做自相关分析,依据自相关图像,对可能含有周期成分的分解层进行频谱分析;最后可提取微弱周期信号的频率及幅值信息.通过仿真分析,证实该方法能够有效提取淹没于背景噪声中的微弱周期信号.

厘米波段背景噪声电平的测量方法及数据分析

论述了厘米波段天线背景噪声电平测量的重要作用、基本条件和要求。介绍了其测量系统灵敏度的估值方法,及在工程上用定标的技术参数计算灵敏度的公式。测量结果表明理论计算和测量数据处理结果符合得很好,证明该测量系统的灵敏度估算、工程计算方法及实施的测量方法是科学的、严密的,测量的数据是真实的、准确的。同时给出系统测量原理方框图,定标的技术参数和技术路线等。并对测量结果进行了分析和讨论。

微弱信号检测技术综述

对微弱信号的定义和微弱信号的应用范围进行了概述,并且对当前微弱信号的研究背景做了阐述,重点比较了目前在微弱信号检测技术中应用的方法,最后总结各个方法的特点。

混沌背景中微弱网络传输信号有效检测仿真

针对传统微弱信号检测方法存在检测准确性较低、检测时间较长等缺点,提出混沌背景中微弱网络传输信号有效检测方法。根据Wiener-Khinchine定理对信号函数计算,并经过傅里叶变换获得信号的自相关函数与其相对应的功率谱,利用周期图法分析获得微弱信号的检测原理,运用Briot-Bouquet引理进行计算,根据计算结果证明瞬态信号以及周期信号的存在,并以此为基础构建混沌背景下噪声的检测模型,从预测误差中检测出在噪声层下的微弱网络传输信号。仿真结果表明,所提方法能够快速检测出在混沌背景下的微弱信号,且检测时间较短、检测误差较低,可广泛引用在现实生活中。

分米波段背景噪声电平的测量方法及数据分析

论述了分米波段天线背景噪声电平测量的重要作用、基本条件和要求。介绍了其测量系统灵敏度的估值方法,及在工程上用定标的技术参数计算灵敏度的公式。测量结果表明理论计算和测量数据处理结果符合得很好,证明该测量系统灵敏度满足估算要求、工程计算方法及实施的测量方法较用传统的天文定标测量后反推算的方法简便易行;测量数据质量也较好,与天文方法测量所得的数据相吻合。同时给出系统测量原理方框图,定标的技术参数和技术路线等。并对测量结果进行了分析和讨论。

混沌噪声背景下微弱激光信号的放大与检测技术

在混沌噪声背景下,现有的微弱激光信号放大检测技术存在检测速度较慢、检测准确度较低的问题,提出一种新的混沌噪声背景下微弱激光信号的放大与检测方法。利用频率尺度变换方法对不同的微弱激光信号进行处理,通过噪声强度统一化处理系统参数,根据系统参数对不同频段的信号进行随机共振处理,增强信号强度,完成微弱激光信号的放大。对放大后的信号进行信号阵元接收模型的构建,通过多路传感器盲分离提取有用的信号,实现微弱激光信号的检测。对仿真实验数据进行分析,根据分析结果可知,所提方法能够有效增强信号的幅值,微弱激光信号的检测速度和检测准确度均明显提高。

优化经验模态模型下的弱信号重构方法

为快速恢复强噪声掩盖下的弱信号,提出一种基于ACEEMD(adaptive complete ensemble empirical mode decomposition)模型的弱信号快速重构方法。结合优化的互补集合经验模态分解与GPU并行运算,快速将弱信号从强噪声背景下重构出来,使其更容易被检测。运用该方法对模拟弱信号数据与实际弱信号数据进行处理,实验结果表明,处理后的测试数据信噪比提高了2db-3db,处理速度提高了4-5倍,处理效果明显。

云南地区的背景弹性波场分析

利用云南省地震台网44个台站记录的2008年1—9月连续波形数据进行互相关计算,得到了台站间的格林函数,并获取对应的频散曲线,据此分析了该地区的区域背景弹性波场的来源及分布.研究发现,该地区的区域背景弹性波场有着明显的方向性,15s信号的总体传播方向是从东南向西北,也就是说主要来自云南省的东南方向,据此推测区域背景弹性波场可能与中国南海或者南太平洋的海洋活动有关.另外该地区的区域背景弹性波场有着明显的季节性变化,其中6—9月份的能量较强.对比中国大陆风力分布发现,该信号与区域台站附近及台站间的风力没有明显关系.

静止气象卫星上的闪电探测系统设计

介绍了由光学系统、焦平面、图像处理单元、背景存储单元等组成的搭载在静止气象卫星上的闪电探测系统。说明了整个系统的组成结构和工作原理,确定了各个分系统的功能和相互的关系。详细讨论了闪电探测中,提取闪电信号面临的主要问题,以及从光学系统和处理算法两个方面来解决信号捕获的问题。这样得出的系统可以满足长时间、大范围、不间断的闪电探测的要求。

新媒体背景下精密激光测距弱信号检测方法研究

新媒体信息传播过程中,微弱有用的信号通常会被环境噪声所湮灭,特别针对短时低能量瞬变信号,利用传统信号处理方法难以获取准确位置信息。为此提出新媒体背景下精密激光测距弱信号检测方法研究。综合考虑环境因素影响,从光学、硬件与软件三个模块设计精密激光测距系统结构,分析信号检测基本步骤,确定检测相关函数,判断相同随机过程前后存在的相关性;利用非线性小波变换方法,获取离散函数,计算含噪信号的正交小波变换,得到分解系数,实现初始信号去噪;采用混沌Duffing振子阵列构建微弱信号检测方程,引入变尺度系数,明确检测时需满足的条件,完成弱信号检测。仿真结果表明,该方法检测到的信号信噪比较高,对弱信号定位更加准确。

基于静止气象卫星平台的闪电探测

闪电探测具有很重要的现实意义,但是传统的探测方法不能满足需要。在对比以往的探测手段基础上,结合闪电探测中目标背景信号的特点,设计了结合四种方法为一体的探测手段,在此基础上建立了闪电探测系统的框架结构,该系统是由光学系统、焦平面、图像处理单元、背景存储单元等组成的、搭载在静止气象卫星上的闪电探测系统。说明了整个系统的组成结构和工作原理,确定了各个分系统的功能和相互的关系。

强噪声背景下的微弱信号检测新方法

提出新的强噪声背景下的微弱信号检测方法,设计一种硬件与软件相结合的实现方案。采用经典的仪表放大技术和单片机控制技术对数据进行检测和处理,并通过虚拟仪器技术仿真和显示,为解决热释电红外探测器中μA级微弱信号的检测提供了十分有效的方法。最后通过对模拟低频微弱信号的检测实验,充分显示该系统在微弱信号检测方面的实用性和优越性。

基于扩展型Duffing振子的局部放电信号检测方法研究

目前,小波阈值去噪法、数字滤波法、傅里叶频域变换法等常用的微弱信号检测方法所能达到的最低检测信噪比为-10 d B,而双向环形耦合Duffing振子能达到的最低检测信噪比为-20 d B.但是,现场检测时常常会出现更低信噪比的放电脉冲信号,因此现有检测方法就很难满足信号检测的实际需求.为了有效解决该难题,研究了一种扩展型Duffing振子的微弱脉冲信号检测的新方法.该方法的主要思想是使用广义时间尺度变换,将Duffing振子模型变换为扩展型Duffing振子模型,有效扩展了微弱信号的频率检测范围.仿真结果表明,扩展型Duffing振子不仅具有良好的噪声免疫特性,而且能有效检测到信噪比低至-40 d B的局部放电微弱脉冲信号,进一步扩展了现有Duffing振子微弱信号检测方法的检测范围和应用领域.