二维快速傅里叶变换在众核处理器上的实现

本文研究了开放式平铺结构的众核片上系统（ Open Tiled Manycore System-on-Chip,简称OPTIMSOC）上的一款众核处理器，在该处理器上实现了二维快速傅里叶变换（two dimensional Fast Fourier transform,简称2DFFTo实验结果表明，相较于单核处理器，众核处理器有较明显的加速效果。

二维快速傅里叶变换干涉图相位提取误差分析

基于ZYGO干涉仪实测干涉图,利用二维快速傅里叶变换(FFT)法进行相位提取,并与相移干涉相位测量结果进行比对,对影响FFT法相位提取精度的边缘误差、窗函数、滤波器设计、干涉图延拓以及载波条纹数等因素进行了综合分析。结果表明直接二维FFT法干涉图边缘0.05R环形区域的相位提取误差最大,且决定了全局误差的大小。窗函数对边缘误差改善不明显,优化滤波器设计对边缘误差有一定改善。干涉图延拓能有效减小边缘误差,对于连续光学面检测而言是提高二维FFT法相位提取精度的最佳方法。干涉图载波频率为干涉图空间分辨率的1/13～1/3时均能得到较准确的测量结果,相位提取误差峰谷值(PV)可优于λ/20;载波频率越高,细节分辨能力越强。

高分辨图像二维FFT正/反变换实时处理方法及硬件实现

高精度密集型数值计算和大规模数据缓存,是高分辨率图像二维FFT(快速傅里叶变换)实时实现中的主要难点。利用实信号傅里叶变换的周期对称性和频域数据的共轭对称性,提出了一种高效且易于硬件实现的二维FFT正/反变换的实时处理方法,将实值图像二维FFT中的一维FFT计算和存储需求缩减了近一半。在以4片TS201为计算核心的DSP处理平台上,使用该方法实现了二维FFT正/反变换和图像频域滤波。实验表明,无须片外存储,单片TS201可处理最大512×512像素的图像;该尺寸图像的正/反变换总处理时间为49.6 ms,采用4片并行模式处理帧频高于80 fps。实时处理方法高效可行,可满足工程中的实时性要求。

基于FPGA的二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理中的应用

线性调频连续波(LFMCW)检测运动目标存在一定难度,利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取,可有效抑制固定杂波,实现对运动目标的检测。介绍了线性调频连续波(LFMCW)雷达信号进行多普勒处理的原理以及利用单片FPGA实现多普勒测速雷达信号处理的过程,详细说明了数据的缓存、实数序列FFT的快速算法以及希尔伯特变换等步骤的FPGA实现,最后测试结果表明二维FFT算法能很好的提取出目标的距离和速度。

深空测控通信载波信号二维FFT捕获技术

针对深空测控通信系统中,地面站接收信号的信噪比低、频率动态大,载波信号捕获难度较大的问题,提出一种基于频率和频率变化率进行二维FFT(快速傅里叶变换)搜索的深空载波信号捕获技术,同时结合工程应用提出一种基于时分复用结构的实现方法,并进行仿真。仿真结果表明,该捕获技术在低信噪比和高动态适应能力方面具有优异的性能,能够在载噪比为16dBHz时,完成对频率变化率为800Hz/s的信号快速捕获,其技术成果可应用于我国深空测控通信系统。

基于快速傅里叶变换技术的二维来波到达角估计算法研究

针对一种基于平面阵列天线的二维来波到达角估计算法进行研究,首先建立了矩形平面阵列天线的信号模型,并以此信号模型为基础推导了基于波束形成器技术的二维来波到达角估计公式,利用本文推导的功率谱估计公式与二维离散傅里叶变换公式这两者在表达式形式上的相似性,提出了使用二维快速傅里叶变换(FFT)完成矩阵相乘运算的方法,大大降低了信号处理过程中的计算量,最后的试验仿真结果表明:该算法具有较好的角度估计精度。

三维粗糙表面的谱矩特征

提出了分数阶次谱矩的概念,并对三维表面粗糙度的纹理方向性进行了详细研究.通过对几种典型的精密机械加工试件的实验分析,结果表明,用二阶表面谱矩中的分数阶次矩,可以更合理、准确和定量地反映不同加工表面的纹理类型及方向性.

数字图像频域变换的一种软件实现

对DIP中的二维快速傅里叶正变换提供C的程序实现 .利用 2DDFT变换核的可分离性和共轭对称性 ,将 2DFFT按

永磁同步电机电磁振动噪声优化方法研究

分析了永磁同步电机电磁振动噪声原理,计算了一台4极/6槽内置式永磁同步电机多转速下的电磁振动噪声,并通过二维傅里叶分解分析其径向电磁力谐波分量。提出一种新型定转子结构,建立以噪声和转矩脉动为目标的多目标优化数学模型,并采用响应面算法确定最优的设计参数。对优化前后电机的电磁振动噪声进行了仿真对比。结果显示,电机结构优化后,转速3500 r/min运行时电磁振动噪声减小较为明显,从62.02 dB削弱至53.53 dB;平均转矩基本无变化,转矩脉动有所减小;多转速运行时,电机振动噪声整体性能亦得到改善,验证了该结构优化对电机电磁振动噪声有较为明显的抑制作用。

基于FPGA的二维FFT处理器的研究与设计

采用CORDIC算法流水线结构设计实现了FFT的蝶型运算单元,并使用行列分解算法最终设计实现了一个基于FPGA支持高样本数的二维FFT处理器.其设计采用硬件描述语言VHDL,利用QuartusⅡ8.0进行了综合、布线,最后在DE2实验平台上进行下载测试验证.该处理器充分利用FPGA芯片的处理能力,降低了高样本数的存储消耗.具有可重构性好、硬件结构简单、安全性高、运行速度快,可被广泛应用于数字信号处理领域.

基于样本匹配的干涉图延拓技术研究

用二维快速傅里叶变换(2D FFT)方法处理干涉图时,由于该算法只能处理数字化的离散数据,且要求采样的数据序列长度必须是2的n次方,则数据分布区域必须是矩形区域,而一般干涉图的数据范围是圆形域,因此必须设法将圆形区域干涉图扩展延拓成矩形区域。提出了一种基于样本匹配的干涉图延拓的原理和方法,利用该方法对一幅实际干涉图进行了空域延拓,取得了满意的结果。结果表明,该原理方法具有较高的处理精度,为波面相位复原奠定了基础。

LFMCW雷达的距离/多普勒处理

基于线性调频连续波雷达可提取目标的距离信息和多普勒频率,分析了线性调频连续波在高频雷达中的应用,推导出差频信号的表达式和利用二维快速傅里叶变换进行距离/多普勒处理的理论。提出了将距离/多普勒处理技术与自适应数字波束形成技术相结合,对杂波和干扰进行抑制的同时提取回波目标信息的方法。经计算机仿真结果表明,其方法有效可行。

笼型异步电机转子断条故障引发的电磁力波变化规律

以一台Y80_2-2型笼型异步电机为例,分别建立了正常电机和转子断条电机的二维有限元模型,并对其进行了瞬态磁场计算,得出了时空变化的气隙磁通密度波,并与实验测得的气隙磁通密度值进行了比较。利用瞬态磁场计算出的气隙磁通密度波,基于经典的麦克斯韦应力方程计算了电机正常及断条故障运行时气隙中的电磁力波。综合运用二维快速傅里叶变换,频谱分析比值校正等方法对电磁力波的阶数、频率和幅值进行了计算和分析。同时利用传统公式计算了气隙磁通密度波以及电磁力波的阶数和频率,与数值计算的结果进行了比较,得出了电机断条故障弓I发电磁力波的变化特征。

基于面域功率谱密度的金刚石车削相对振动辨识(英文)

在金刚石车削中,刀具与工件之间的相对振动会在加工表面上生成具有某种规律性的特征,并恶化表面质量.本文仿真了振动影响下的金刚石端面车削表面的成型,并研究了刀具与工件之间的相对振动对表面形貌的影响.传统的二维轮廓方法并不适用于整个表面特征的分析,只能采用径向、周向和进给螺旋方向的轮廓进行联合分析.采用由二维快速傅里叶变换推导得到的面域功率谱密度函数可以一次性描述加工表面的形貌,并依此形成了一种根据表面数据分析辨识刀具与工件之间相对振动的系统方法,拓展了面域方法在加工表面分析上的应用.最后,通过金刚石实际车削表面的分析验证了该方法的有效性.

钢轨踏面低频超声表面波传播模式研究

钢轨轨头滚动接触疲劳引起钢轨踏面表面及近表面裂纹是目前高速铁路运行的重要威胁之一,铁路部门目前采用的检测技术无法对此类缺陷进行有效监、检测,可采用低频超声表面波对钢轨踏面裂纹进行检测。钢轨轨头异形波导结构使得低频超声表面波传播具有频散特性,这就需要对其传播模式进行有效识别。基于ABAQUS有限元方法建立钢轨踏面简化三维模型,采用二维快速傅里叶变换（2D-FFT）的分析方法得到低频超声表面波在钢轨踏面传播的频率-波数频散曲线,并通过搭建实验系统,对自由状态下60型钢轨低频超声表面波传播模式进行模式识别,研究表明300 k Hz频率点是低频超声表面波在钢轨踏面传播频散分界点;数值模拟采用中心频率为200 k Hz信号单点对称激发,表面波传播模式主要有5种对称模式,激发频率为500 k Hz时,传播模式出现混叠;实验结果显示,激励信号中心频率为500 k Hz,采用斜楔技术在钢轨踏面中轴线上激发低频超声表面波存在4种主要对称传播模式,实验频散曲线分辨率比数值模拟频散曲线分辨率高。

螺旋曲杆中导波传播特性的有限元分析

文中采用有限元方法对螺旋曲杆中导波的传播特性进行了研究.运用坐标转换和二维快速傅里叶变换(2D-FFT)对导波信号进行了处理和分析,分别对不同直径和螺旋角曲杆导波的传播过程进行了数值模拟,揭示了螺旋曲杆直径、螺旋角变化对导波传播的影响规律,并分析了导波传播中的频率截止、模态分离现象.

基于自适应加权方法的复值SAR图像的频域压缩改进算法

该文提出了一种基于自适应加权方法的复值SAR图像的频域压缩改进算法。该算法在原有频域压缩算法 的基础上采用了自适应的加权方法,在低压缩比(<20:1)的情况下能够很好地保留原始数据图像的特征,是一种有效 的复值SAR图像的压缩算法。复值空域相关系数指标评估,以及原始数据、重建数据的幅度图对比和两幅数据图 像之间的相关系数图都验证了算法的有效性。

基于瞬时相关频域检测的复合调制引信定距方法

为了实现混沌调相与线性调频复合调制无线电引信对不同散射特性的地面目标的精确定距功能,提出一种基于瞬时相关频域检测的复合调制引信定距方法。在时域瞬时相关处理之前,对本地预设混沌码与目标回波信号以码元宽度为采样周期进行同步采样;为减小目标回波幅值对定距方法的影响,以二维快速傅里叶变换(2D-FFT)提取目标的距离、速度信息,以相关窗位置、谐波包络主瓣位置、稳定的多普勒频率3个特征量作为定距依据,从频域角度进行精确定距。仿真结果表明:所提方法的判定结果只与目标信号信噪比有关,而与信号幅值具体大小无关;所提方法可在-28 dB的极低信噪比条件下实现复合调制引信对不同散射特性地面目标的精确定距功能。

高速云纹干涉图分析技术及FPGA实现

针对现有云纹干涉图处理方法不能满足高速信号处理系统的要求,提出在FPGA上实现云纹干涉图的实时处理。基于频域干涉图分析原理,利用可编程逻辑器件设计并实现2D-FFT IP核,以进行高速干涉图分析技术。通过计算机仿真和实验验证,基于可编程逻辑器件平台进行干涉图分析的技术,可以完成条纹图的存储、2D-FFT变换、干涉条纹相位分布的提取等功能,从而实现高速云纹干涉图分析。实验测试结果表明,时钟频率为200MHz时,在硬件电路上运行时间为80ms。

基于FPGA的实数信道化工程设计与实现

为了减少硬件资源成本,裁剪传统宽带侦察接收机复数信道化前的数字下变频环节,研究中频实数信道化的工程实现方法。首先给出了均匀滤波器组实数信道化多相结构,根据该结构和现场可编程门阵列(FPGA)的资源分布特点,提出分布式算法与实数二维快速傅里叶变换(FFT)相结合的实数信道化工程实现方法。多相滤波部分采用分布式算法实现,FFT部分采用二维实数FFT实现,最后通过抽取得到实信号的正频率,输出各信道数据。该算法占用硬件资源少,在高采样率情况下可大大节约硬件资源。