甚宽频带地震计频域标定的相关处理技术——用正交相关法提高大噪声条件下正弦波标定的精度

研究了正交相关法的数学原理,给出了仿真计算与测试应用的实例。结果表明,正交相关法具有很强的噪声抑制能力,克服了大噪声对标定精度的影响,大大提高了甚宽频带地震计的频域标定精度。

正交相关的双光束分光光度计控制系统

采用一套光电转换系统并增加一个正交信号发生器,设计了正交相关的双光束分光光度计.光电转换系统包括一个光电二极管、一个信号滤波放大和一个AD转换;正交信号发生器是一个部分直通的旋转圆盘,每一个周期它将参考信号和样品信号以正交相关的编码形式同时投射到光电转换系统上,转换得到的复合信号除了参考信号和样品信号,还包括光电二极管的暗电流信号.主控制系统按照三个信号各自的编码将它们分别分离并还原出来供后续分析计算用.由于正交相关的双光束分光光度计只采用一套光电转换系统且正交信号发生器每一个旋转周期都可以检测参考信号、样品信号、暗电流信号,避免了由于转换器件个体差异和检测时间的不同而产生的测量误差.实验验证了正交相关的双光束分光光度计在稳定性和测量精度上具有一定的优势.

改进的正交相关超声换能器阻抗角测量新方法

蜂窝复合材料超声切割中，超声波电源与换能器的阻抗匹配失效导致材料的加工质量和加工效率极度降低，甚至损坏超声设备，实时、在线对阻抗角度进行检测，实现动态匹配是解决该问题的关键。在正交相关原理的基础上，提出了一种与采样是否同步无关的阻抗角度检测新方法，并采用微处理器及传感器测量电路实现了阻抗角的在线检测。仿真与实验均证明，该方法适用于超声频信号的同步与非同步采样，为实现动态匹配奠定基础，且计算量小、实时性强、测量精度高，改进后测量误差接近0．0551°。

一种新型正交相关延迟混沌开关键控系统

在相关延迟键控(CDSK)和混沌开关键控(COOK)这两种传统方案的基础上提出了一种新型的混沌键控方案——正交相关延迟混沌开关键控(OCD-COOK)。该方案结合了CDSK系统和COOK系统各自的特点,同时引入了一对简单的Walsh码序列,克服了CDSK系统误码性能差的缺点,具有比特误码率低、传输速率高、安全性好等优势。理论分析及仿真结果均表明,该系统的比特误码率低于CDSK和差分混沌键控(DCSK),传输速率是DCSK的2倍,具有很好的实际应用价值。

基于正交相关检测的无线传输信号的判决方法

对于多个随机信源,我们借助红外光通讯及信息的正交相关判别,并利用单片机8031作控制和数据处理器件,实现了信息的通讯和处理.我们选定码元频率范围为0～10kHz,重复频率在1～40kHz间的方波作载波的PAM信号加载于红外发射管NS1120L上,进行信号发射,在NS6145L接收信号后作高增益放大,利用MC1495L等进行实时相关处理。

正交相关频率跟踪环分析

本文给出了一种新型的频率跟踪环,即正交相关频率跟踪环,详细讨论了正交相关频率跟踪环主要组成部分——正交相关器的基本性质。在此基础上,讨论了这种特殊的频率跟踪环的特性及其物理实现的方法。分析表明正交相关频率跟踪环能快速跟踪任何输入信号频谱的重心,这一独特的性能将使它在诸如频率辅助捕获,频率跟踪,同步,信号解调,稳频等通信技术的许多方面具有重要的应用价值。

基于相关正交匹配追踪算法的风电机组滚动轴承稀疏故障诊断方法

针对风电机组滚动轴承故障信号的非平稳、强噪声污染等导致的有效冲击特征难以检测的问题,提出了一种基于相关正交匹配追踪(COMP)算法的稀疏故障诊断方法。基于COMP算法,在每次迭代后,首先根据内积大小依次计算原子与残差的相关系数,将相关系数最大的原子与其他符合条件的原子合并,将合并后的原子作为一个新原子;然后,利用这些新原子重新构成一个与信号相关度较强的新字典,对信号进行稀疏表示;最后,通过分析稀疏表示结果的包络谱实现滚动轴承故障的准确诊断。由于该方法重构的新原子与残差的相关性较强,因此只需较少的迭代次数就可得到较高的稀疏表示精度。仿真试验和工程应用验证了所提方法的有效性和实用性。

有监督不相关正交局部保持映射故障辨识

提出基于有监督不相关正交局部保持映射(SUOLPP)维数化简的故障辨识方法。首先构造全面表征不同故障特征的时频域特征集,再利用SUOLLP将高维时频域特征集自动约简为具有更好区分度的低维特征矢量,并输入到Littlewood-Paley小波核支持向量机中进行故障模式辨识。时频域特征融集可较全面准确地反映旋转机械的故障特征;SUOLPP同时利用流形局部几何结构和类标签来设计相似加权矩阵,并使输出基向量统计不相关和相互正交,提高了故障辨识精度。深沟球轴承故障诊断和空间轴承寿命状态辨识实例验证了该方法的有效性。

超宽带通信的正交正弦相关接收方法

超宽带通信中,实现窄于1ns的脉冲信号的准确接收是个很大的挑战。目前很多文献都是采用匹配滤波器的方法进行接收,并在此基础上分析性能。但由于匹配滤波器输出的相关峰的宽度太窄,因而系统对定时抖动较为敏感。定时偏差较大时,接收性能将急剧下降。而且对各路随机定时的多径信号进行相关接收也是一个很大的难题。该文提出一种新的超宽带脉冲接收方法,该方法允许较大的定时偏差,并且能够提供多路随机定时的相关模板,同时接收信噪比的损失被控制在一个可接受的水平。

一种新的IR-UWB正交正弦相关脉冲同步方法

提出了一种基于数据辅助的IR-UWB脉冲同步方法.该方法利用正交正弦相关,将脉冲相对相关窗的位置映射为接收向量的相位,从而利用正交相关的取样值估计同步误差.给出了同步的原理以及相应的数学模型,并推导了同步环路的传递函数.仿真结果表明该方法能够实现快速脉冲同步.

微弱激光信号的数字相关检测技术

为了从背景噪声中提取微弱激光信号，设计了一个用于微弱激光信号检测的光电检测系统．提出了一种用于微弱激光信号检测的、改进的数字相关检测技术——数字正交相关检测．对光电检测系统进行了整体的设计，在数字相关检测基本原理的基础上，分析并仿真了数字正交相关检测．实验结果表明数字正交相关检测技术可以对调制频率在1MHz以内、幅值为1V、随机干扰噪声幅值为0．5V的微弱激光信号进行检测，幅值检测相对误差在0．1％～1．29／6范围内，进一步表明该检测技术可以作为一种检测微弱激光信号的有效方法．

基于振幅调制纯相位滤波器和片状正交非线性广义相关的畸变不变识别

提出一种基于振幅调制纯相位滤波器(AMPOF)和片状正交非线性广义(SONG)相关的畸变不变光学相关目标识别算法。利用振幅调制纯相位滤波器区分能力强的优点,结合综合鉴别函数(SDF)方法,提出基于振幅调制纯相位滤波器的畸变不变识别算法,达到明显优于传统综合鉴别函数方法相关输出效果的目的。在此基础上引入SONG相关技术,利用其突出的区分能力和抗噪性能,结合这两种非线性滤波技术,得到能够很好地兼顾多项性能指标的畸变不变识别算法。仿真实验结果表明,算法既提高了相关峰输出质量和多目标区分能力,又具有很强的抵御噪声能力,在输入图像被噪声严重破坏的情况下,识别度仍然能够达到97%以上。和其他结合SONG相关的畸变不变识别算法相比,该算法目标识别性能更为优良,且更实用、广义。

声呐信号测向技术仿真研究及实现

方位估计是声呐信号处理中的一个核心问题．本文基于分裂波束原理，针对声呐系统中常用的单频CW信号和双曲调频HFM信号，给出了CW信号的互谱法定向和HFM信号的正交相关法定向的方法，计算机仿真实验分析了本文方法的精确性．

一种换能器频率跟踪与振幅稳定方法的研究

针对超声波换能器工作过程中换能器的谐振频率漂移及其振幅不稳定问题,对一种同时实现振幅稳定和频率跟踪的方法进行了研究。通过正交相关法对换能器匹配网络的复阻抗幅值与相位进行分析。通过比例-积分-微分(PID)控制算法对超声波发生器输出电压的频率和幅值进行调节,从而实现换能器频率的跟踪和振幅稳定。对频率28kHz的换能器进行了实验,实验表明,正交相关法和PID控制算法的结合能实现换能器的谐振频率跟踪和振幅稳定。

卫星信号频偏检测方法研究

文中介绍了两种针对卫星信号的频偏检测电压的产生电路——平衡正交相关器和双滤波器频偏检测器,并且围绕抑制码型噪声问题分析了两种典型电路的特点,给出了为抑制码型噪声进行滤波器设计所应遵循的准则。该文的方法与结论对卫星信号接收系统的设计有一定的参考价值。

微分干涉相衬层析显微镜的研究

利用微分干涉相衬显微镜建立了全视场层析成像系统,由两个最佳峰值波长差的边缘辐射发光二极管组成系统的低相干光源,利用高斯平滑滤波摸板对硅-PIN阵列光探测器提取的全场光学相干层析(OCT)散斑信号进行有效控制,采用正交相关解调方法获得了纵向分辨率为5.5μm显微镜盖波片胶结载波片的三维OCT图像.

偏振雷达参量对融化层回波的探测敏感性分析

融化层特征的研究及其微物理性质的识别在云物理降水研究、人工影响天气、航空飞行以及积云参数化方案修订等都有重要意义。利用南京信息工程大学C波段双偏振雷达(简称为NUIST C-Pol雷达)的回波强度Z,差分反射率因子ZDR、差分传播相位常数KDP、正交相关系数ρHV,研究融化层回波(即零度层亮带,简称亮带)敏感性及其对应水凝物微物理特征。根据NUIST C-Pol雷达2014年实测数据,分析亮带的偏振参数探测特性时发现相关系数最敏感,它比其他参量更早出现亮带特征;其次是差分反射率因子、差分传播相位常数,最后才在回波强度上看到明显的亮带。进一步地,探讨了亮带中相关系数的探测敏感性及其数值减小的机理。研究结果对于用双偏振雷达参数研究云降水物理特性具有理论和应用价值。

一种用于622Mb/s光纤通讯的时钟恢复电路

提出了一种用于622Mb/s光纤通讯系统的时钟恢复电路。该电路采用改善的正交相关器结构,以改善传统的锁相环捕获范围窄、因环境噪声干扰而失锁的问题。同时,很好地解决了数据恢复电路中时钟和数据的校准问题。压控振荡器(VCO)采用全差分和延时插入技术,以抑制电源和衬底噪声,提高振荡频率范围。该电路采用2μm双极型工艺,在3.3V电压下工作,用Cadence软件进行模拟,捕获时间小于16μs,输出时钟抖动小于0.005UI。

航管应答机的中频数字化设计

提出了一种航管应答机的中频数字化设计方案,并详细论述了如何应用带通采样定理、正交相干检波理论实现接收信号的中频直接数字化,同时对高速模拟/数字变换器(ADC)、低通滤波器、基带信号处理等各主要功能模块进行了介绍,并给出了相关的计算和仿真。

基于可编程片上系统的宽频带超声波电源系统设计

针对当前超声波处理装置的频率单一、专机专用等问题,提出了一种基于可编程片上系统（System-On-aProgrammable-Chip,SOPC）的新型宽频带超声波电源系统。该系统基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）可编程逻辑及数学运算等方面的优势,移植了NIOS II软核作为主控制器,移相脉宽调制（Phase-Shifted Pulse-Width-Modulation,PS-PWM）用于调频调功,正交相关电路检测输出电压与电流间的相位差。实验结果表明,该方案能在指定带宽范围内（20~40 k Hz）使超声波振子工作状态趋近于谐振状态。