GNSS线极化天线干涉信号反演土壤湿度算法测试

利用全球导航卫星系统干涉信号(GNSS-IR)测量土壤湿度已成为热门的研究课题。搭载低成本线性极化天线的智能手机可以方便快捷采集干涉信号信噪比(SNR)。分别仿真垂直和水平线性极化天线采集的GNSS干涉信号,给出2种极化方式下干涉信号SNR波形和反射率随卫星高度角变化的结果。对于垂直极化分量,电磁波会在入射角65°~85°左右时发生全透射,导致干涉信号振荡效果消失,而水平极化不存在该现象。同时,分别仿真右旋圆极化(RHCP)直射和左旋圆极化(LHCP)反射天线采集的GNSS信号,并计算直反射信号的幅值比。在仿真基础上分别利用不同极化天线进行实验,结果表明:采用线性极化天线采集的GNSS干涉信号振荡效果几乎不受卫星高度角的限制,可以为土壤湿度反演提供更多的有效数据,并且反演得到的土壤湿度与同位数据具有良好的一致性,两者的相关性达到0.95。使用搭载圆极化天线的双通道接收机采集北斗系统卫星数据进行对比,相关性达到0.91。对于不同的设备,智能手机采集的GNSS数据占用空间相对比于双通道接收机降低1%,且反演结果相关性接近,由于干涉信号提取直反射信号需要一定的振荡周期,故反演结果的时间分辨率要低于双通道接收机。

基于信号幅值分布的室内指纹定位算法

室内定位算法是基于位置服务领域研究的难点之一。针对室内定位应用场合和精度问题,提出了利用K-means和KNN融合算法对覆盖率广的WiFi信号进行指纹定位。WiFi指纹定位主要问题是前期指纹库数据的精确以及后期数据的匹配效果。首先,对WiFi信号的概率分布进行研究,弥补了一直以来由于K-means是无监督学习带来的k值的难以选取的缺陷,提高了指纹库的精确性,同时确保数据实时性。后期在线数据处理利用KNN分类算法进行后期在线定位过程的准确性。经多个实验场景测试结果表明,该算法在室内定位精度上3 m定位精度概率保持在78.4%,4 m精度保持在93.6%,基本上保证了室内定位精度的要求。

基于3×3耦合器的信号幅值系数调整研究

为充分发挥3×3耦合器物理优势,使其更广泛地应用于相关领域,总结了现有基于3×3耦合器的系数调整算法,详细分析了不同调整方式的原理,实验验证了不同幅值系数调整方式的解调过程并将其解调效果进行对比,实验发现在相同条件下两种方式的解调效果相差甚微,但其解调复杂程度、受外界因素干扰影响能力以及适用平台存在一定差异,并总结了不同方案的优缺点以及适用领域。

周期信号幅值的计算误差与改进——频变情况下用定频采样数据计算的探讨

阐述了应用DFT求取周期信号幅值对采样信号的要求。介绍了利用定频采样数据求取周期信号幅值的两种改进方法。对定频采样定点数计算及两种改进算法进行了仿真分析。结果显示,应用定频采样采用自适应点数计算,可有效减小误差。

一种多路信号幅值测量系统

本文介绍了一种在单片机支持下实现多路信号幅值同时测量和显示的设计，该设计在实际应用中已获得满意效果。

高速串行传输系统信号幅值衰减研究

基于传输线理论,研究了高速串行传输系统中的驱动器与接收器、印制板走线、过孔、连接器及电缆、交流耦合电容等因素对信号幅值衰减的影响,提出了一种高速串行传输系统信号幅值衰减的分析方法。综合计算、仿真、测量和估算等方式对高速串行传输系统信号幅值衰减进行评估。分析了3种高速串行传输系统信号幅值衰减值,并用眼图测量了衰减值,测试结果表明分析值与实测值偏差小于5%,两者一致性较好。方法有助于降低高速串行传输系统研制风险。

用多幅值CPM减小OFDM信号的PAPR

正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制(MCM)技术,其具有良好的抗多径衰落的能力和非常高的信道利用率。但是OFDM有一个固有缺点就是存在较高的峰平功率比(PAPR),本文提出将多幅值的连续相位调制信号与部分响应序列相结合的方法来减少OFDM信号的PAPR。

强信号覆盖约束下移动无线传感网频谱微弱信号检测

移动无线传感网中的微弱信号在强信号的覆盖下,基础检测特征消失,形成检测难点,不利于信号传输。提出了一种移动无线传感网频谱微弱信号检测方法。明确移动无线传感网频谱监测原理,获取与弱信号属性相反的强信号,并利用空间谱估计消除强信号,使移动无线传感网频谱监测过程仅剩目标检测对象。利用信号幅值波动装置检测快拍间起伏特性明显的弱信号,实现移动无线传感网频谱监测微弱信号的检测。仿真分析表明,这种方法的检测结果与实际结果吻合,噪声环境中受噪声的干扰影响为0.012 dB,实现了较高质量的移动无线传感网传输。

采用阶跃电流辨识电池参数时电流幅值的确定方法

利用阶跃电流激励辨识动力电池动态特性模型参数时,其幅值将影响模型参数的辨识精度。针对这个问题,对这种动力电池动态特性模型参数辨识方法进行误差分析,提出了阶跃电流信号幅值的确定方法。该方法综合考虑了电池非线性特性和检测装置测量误差对参数辨识精度的影响,确定了参数相对误差与阶跃电流信号幅值之间的函数表达式,并且给出了幅值的确定流程。分析和实验验证了该方法的有效性。

基于阻抗匹配器的二极管幅-相检测电路设计

半导体芯片领域的竞争很大程度上取决于半导体装备以及核心零部件的竞争,如射频电源、阻抗匹配器等。设备的抗干扰能力以及稳定性等特性是衡量设备优劣的重要标准。对于阻抗匹配器而言,控制回路的精准、稳定以及快速响应是决定阻抗匹配器这款产品性能好坏的重要指标。因此,基于电容分压采样、电流互感器采样以及运放电路等相关原理,设计了一款纯硬件电路的阻抗幅值、相位检测回路,并用仿真软件ADS2021进行模拟仿真实验,得到表征射频电源和负载之间阻抗匹配程度的模拟量U_(rms)。通过实验测试表明,U_(rms)越大表征射频源与负载之间失配越严重,功率传输效率越低;U_(rms)越小表征射频源和负载之间的匹配程度越好,功率传输效率越高。同时,通过改变母线信号的输入功率,得到U_(rms)与输入功率具有较高的线性相关性,因此该检测回路具有很好的稳定性,能够适用于宽范围匹配器阻抗的幅值、相位检测。

红外导引头圆锥扫描两种信号提取方法的比较

介绍了圆锥扫描红外导引头幅值信号提取和时间信号提取的两种方法。分析了基准信号相位发生误差的原因 ,并给出了相位误差的分布情况。在此基础上比较了两种不同信号提取方法的优缺点。提出了利用信号产生器产生基准信号 ,用于解决幅值信号提取法遇到的相位误差问题。

双探针电导探头测量气泡参数的信号质量

制作了一种用于测量多相流气泡参数的双探针电导探头,研究了探针参数、测试电路和采样方法对气泡信号质量的影响,并提出了改进方法.实验结果表明,探针导通距离越小,信号响应越快,当导通距离小于0.025mm时,对信号响应影响不明显.将探针电极与测试电路输入端的负极相连,以保护探针电极,避免其因电氧化腐蚀而减短使用寿命.选取小阻值探针,并根据其在液相中的阻值大小对外接限流电阻进行优化,可实现采样电路的电阻匹配,从而获得理想的信号响应幅值.通过对所分析的各影响因素进行控制后,得到了电压幅值变化达3V、噪音小且响应快的电导探针气泡信号.

煤矿井下随钻测量信号泥浆脉冲传输特性研究与试验

基于定向钻孔的地质保障技术可实现矿井致灾隐患的超前探查与治理,但受现有有线随钻测量定向钻进装备制约,存在信号传输干扰因素多、对定向钻具要求高、地层适应性差等不足,亟待开发矿用泥浆脉冲无线随钻测量系统。结合煤矿井下近水平定向钻孔施工特点,小泵量、低泵压和小直径条件下工作需要,建立了泥浆脉冲信号发生机构和水力通道模型,分析了泥浆脉冲信号传输速度、传输强度、衰减规律和传输影响因素等特性,给出了信号反射与透射、泥浆泵噪声干扰、孔内钻头旋转干扰和冲洗液流道阻塞等影响因素的针对性处理方法。分析结果表明,煤矿井下近水平定向钻进宜采用正脉冲方式进行信号传输;以清水作为冲洗液时信号传输速度为1 366.20~1 445.11 m/s;信号脉冲幅值可通过改变流道控制阀与孔板之间的间隙进行调整;信号传输衰减系数随冲洗液流量增大而线性增大,随钻杆柱内径增大而逐渐减小,当信号发射频率f>0.2 Hz后,衰减系数维持在0.126×10^-3 m^-1左右;采用煤矿井下常用钻杆,孔深1 500 m时孔口接收信号强度为孔内信号发射强度的73.74%~90.71%。现场试验表明,开发的矿用泥浆脉冲随钻测量系统信号传输误码率为3.2%,脉冲信号实际幅值一般小于理论计算幅值,但误差小于10%,最大实钻传输距离达到1 566 m,且具有更深的信号传输能力。

一种压电换能器热释电防护电路设计

该文探讨了压电材料热释电效应产生的机理,得出压电换能器中压电陶瓷材料受温度变化会产生极化电荷,引起的热释电压会使压电换能器输出信号幅值增大,导致输出失效。因此针对热释电问题提出了两点解决方案。经过对比分析设计了一种ESD保护电路来解决热释电问题。该ESD保护电路通过设计一种改进型二极管钳位电路,针对压电换能器存在的极化电荷构建热释电释放环路,消除了热释电压对有用信号收发的影响。最后,通过对比实验验证了设计方案的可行性。

光源对激光超声信号特性的影响分析

通过已搭建好的激光超声检测实验平台,在保持相同激光脉冲能量和相同探测位置的条件下,重点研究了点光源与线光源产生的超声信号的特点和区别。研究了不同探测位置点光源与线光源激发出的超声信号幅值以及产生的超声信号波形。实验发现:在同一探测位置下,将点光源换成线光源后,产生的超声信号幅值由1.3V提高到1.7V,提高了0.4V;在探测位置逐渐增大的情况下,点光源激发出超声信号幅值的衰减幅度为75.78%,而线光源激发出的超声信号幅值的衰减幅度为34.92%。结果表明,在功率密度相同的情况下,线光源产生的超声信号要比点光源产生的超声信号幅值提高40.86%,产生较强的表面波,提高了信噪比。

Ag/AgCl电极水中电场探测的幅频响应特性

采用固态粉压型Ag／AgCl电极对参数已知的水下低频交流电场进行探测。通过改变水中电场信号的特征参数进行对比实验，以检测电极对信号频率和幅值的响应特性。实验结果表明：发射信号在0～4Hz、15-35mV的范围内时，Ag／AgCl电极的探测灵敏度随发射信号幅值的增加而增强，并且探测信号能够真实地反映发射信号的频率特征。最后，提出了电场探测电极的响应性能的表征参数。

光声光谱技术中斩光频率对光声信号影响的研究

利用低温光声光谱检测系统,对相对光声信号幅值随斩波器斩光频率的变化进行研究分析,同时,对低温情况下(液氮)两者间的关系也进行探索。

Q235钢板局部腐蚀声发射信号特性研究

为解决腐蚀声发射源特征提取和识别的难题,直接从理论上证明了腐蚀声发射监测的有效性并推导出声发射信号特征。气泡破裂声发射信号幅值近似与气泡半径平方和液位高度成正比,频率与气泡半径成反比;钢板及其腐蚀产物开裂声发射信号幅值与开裂位置局部应力强度成正比,频率与裂纹扩展速度成正比,与裂纹扩展距离成反比。用低频和高频两套声发射系统,同时长时间监测Q235钢板在10%FeCl_3·6H_2O、10%FeCl_3·6H_2O加0.01 mol/L HCl混合液、5%CuSO_4·5H_2O溶液中的腐蚀情况,辅以监测钢板及钢板腐蚀产物开裂作为验证实验。通过对声发射信号的参数及谱分析,得出不同声发射源可以通过撞击数及功率谱在频域的分布来有效区分。实验结果与理论分析相吻合,研究结果对腐蚀声发射监测技术具有重要指导意义。

无速度传感器控制系统的载波信号注入分析

在开关频率一定条件下,对永磁同步电机无速度传感器控制系统的载波信号注入进行了研究,并用实验进行了验证研究结论的正确性。为了更好地跟踪转子位置,经过理论的与实验结合的论证,得出载波信号的电流幅值在最佳注入频率时为最大,载波信号的信噪比也为最大,进一步保证了控制系统的稳定。并深入研究了影响最佳注入频率的主要因素,即定子电阻与增量电感。此外,用实验验证了随注入频率逐渐降低时载波信号电流的动态响应。该研究和分析能够在有限逆变器开关频率的条件下,为选择合适的注入信号频率、幅值提供参考。

基于小波变换的变压器局放故障检测技术

由于原始的变压器局放信号中存在大量噪声,导致对变压器局放状态的检测结果存在较大误差,为此,提出基于小波变换的变压器局放故障检测技术研究。结合电场强度对变压器受到的入射电磁波和反射电磁波作用的影响,确定了在局部放电情况下变压器输出脉冲信号状态,并利用小波变换的方式对其进行消噪处理。在变压器局放故障检测阶段,根据消噪后局部放电输出脉冲信号的幅值与频率参数,确定具体的放电量。在测试结果中,设计技术对于测试DG单相干式隔离电力变压器局部放电量检测结果基本稳定在3.0p C以内,对应的相对误差始终稳定在3.0%以内,与对照组相比,在准确性和可靠性方面具有明显优势。