Φ-OTDR系统的数字信号处理及应用

相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有高动态响应、高灵敏等特点,在大型工程结构健康监测领域具有巨大的应用潜力。而Φ-OTDR系统仪器化水平和工程应用很大程度上取决于数字信号处理(DSP)技术。本文对比分析了近年来Φ-OTDR系统在信号的量化、解调、抑噪以及模式识别上主要的数字信号处理方法和技术,并通过架空输电线路状态监测、埋地电缆外破预警两个应用实例,阐述了工程应用中数字信号处理与行业背景知识相结合的重要性和方法,并对Φ-OTDR系统中数字信号处理方法的发展现状和趋势进行了总结与展望。

磁通门姿态探测器的数字信号处理

文中提出了一种用于飞行姿态探测的磁通门式敏感组件,利用磁探头输出的感应电势中的偶次谐波幅值可以判断地磁场特性,给出了利用数字滤波及时域信号最优估计来提取有关偶次谐波幅值的数字信号分析方法,并通过仿真证明对于短序列磁通门探头的时域信号进行这样的处理切实可行。

基于BEPCⅡ的数字束流位置探测器信号处理算法的FPGA实现

数字束流位置探测器(BPM)算法是数字BPM系统最核心的部分,其对束流位置测量的精度起决定作用。本文在完成数字BPM算法MATLAB模拟工作的基础上,将模拟优选出的数字BPM算法在自制的电子学硬件上进行FPGA实现。首先介绍了数字BPM算法的总体设计和实现方案;其次介绍了数字BPM算法各功能模块的设计原理及其在FPGA中的具体实现方法;最后在输入信号频率499.8MHz、强度-10dBm、BPM探头灵敏度系数23的条件下进行了实验室测试。实验结果显示:逐圈位置分辨达2.96μm,快响应位置分辨达0.65μm,闭轨位置分辨达0.33μm,验证了本算法在束流位置测量中具有良好性能。

“数字信号处理”测角与测距实验设计

针对目前“数字信号处理”课程实验与实际工程问题联系性不强的问题,设计了基于Matlab仿真平台的声源方位角估计与探地雷达地表探测实验。实验内容涵盖信号卷积与相关、频谱分析以及快速傅里叶变换等重要基础知识。实验效果表明,学生加深了对基本理论知识的理解,提高了理论联系实际和解决复杂工程问题的能力。

数字信号处理技术(DSP)在彩色渔用声纳中的应用

渔用声纳是探测鱼群的仪器,它利用回声定位原理来发现鱼群。它的探测声束可以根据操作者的要求指向水下空间的任何方位或依照某种方式和程序对水下空间进行扫描。渔用声纳能进行水平方向的探测,探测范围大,是捕捞作业必不可少的装备。本文叙述了TSSC—1型彩色渔用声纳采用数字信号处理技术形成水平接收波束以及滤波的方法。

红外精跟踪高帧频数字图像信号实时处理技术的研究

红外成像跟踪设备是一种被动式红外探测设备,具有捕获来袭的飞机、导弹等空中目标,引导伺服跟瞄系统精确对准目标的功能;它由粗跟踪和精跟踪两个单元组成.红外成像跟踪设备要求精跟踪单元引导伺服系统完成对来袭目标的精确跟踪,保证系统实施战术干扰对抗所需的高精度.本文就地面系统的红外图像系统的传输和实时处理等技术作一专门介绍,其技术关键有二:一是提高目标脱靶量的精度和稳定性;二是要保证很高的动态响应带宽.

TATP炸药的探测技术与处理方案研究

针对TATP炸药安检手段薄弱和处理过程危险的现状,首先采用高通量门户探测技术探究了TATP炸药的快速检测方法,然后以理论分析结合试验验证的手段来研究TATP炸药的具体处理方案。研究结果表明,TATP炸药具有较大的挥发性,挥发物是TATP颗粒;基于TATP炸药挥发性的高通量门户探测系统在2L/s的速度通入压缩空气条件下,只需通风4s就可以通过HPLC技术检测出TATP,但最佳通风检测时间为8s。研究发现TATP炸药的安全处理方案:首先将TATP炸药用水润湿或浸泡,然后运输至安全的销毁地点,再将含水TATP炸药装填进无缝钢管,最后用8号雷管在顶部起爆。

CIC滤波器在NQR炸药探测系统中的应用

从NQR炸药探测系统数字信号处理与分析的角度出发,介绍了CIC数字滤波器的原理和使用方法。和传统常使用的FIR及IIR数字滤波器相比,CIC滤波器具有可抽取的特点。在NQR炸药探测系统中,数字接收机多采用大倍率过采样体制,面对高速处理海量数据的需求,CIC数字滤波器充分体现了灵活、高效、实时的优势,为各种炸药成份的NQR信号提取、处理与分析提供了良好的解决方法。

萤火一号火星探测器数字化指令接收机技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器的X波段深空指令接收机设计进行了研究。给出了接收机设计原理、技术指标与技术特点。介绍了射频前端的变信道功能、极高的频率稳定度和收发隔离,以及中频处理单元的微弱信号捕获与跟踪、信号解调等设计。设计的接收机具有小体积、轻质量、低功耗和长寿命等特点。电性能测试和对接试验结果表明:接收机设计合理,符合技术指标要求,能满足YH-1火星探测器的应用要求。

数字深海测深仪盲区处理策略

简述了回声测深仪的测深原理 ,探讨了影响最小测深能力的因素 ,并对智能化数字深海测深仪的盲区处理策略进行了探讨和描述。

小波模极大值去噪法在多元探测器弱信号检测中的应用

分析了多元探测器的信号特点和噪声类型,在此基础上,把小波模极大值去噪法引入多元探测器的信号检测中,以更好的滤除微弱信号中的噪声,仿真表明滤波效果较好。

模糊分形滤波在探地雷达信号处理中的应用

探地雷达技术是近几年发展起来的高精度地球物理探测技术 ,有着广泛的工程应用。但雷达信号的处理解释是当前应用中的薄弱环节。在地震数字信号处理研究的基础上 ,针对雷达数字信号 ,提出模糊分形滤波方法 ,取得了较好的应用效果。

红外运动探测信号取样器

被动红外运动探测器的技术是众所周知的。这种探测器一般包括一个小的外壳和一个用于将红外光聚焦在红外传感元件上的透镜。传感元件大多为热释电型,当响应到照射在其上的红外辐射的变化时,它便会产生小的但可以探测到的电压。一鉴别电路监视该传感元件的输出信号。

雷达式生命探测仪后端系统的研制

论述了C8051F120单片机的特点及基于C8051F120控制的雷达式生命探测仪后端系统的硬件结构、软件设计及实现方法。该系统集成度高、体积小、质量轻、易携带、操作简单,具有良好的应用前景。

FPGA和多DSP系统的并行RX探测算法

针对高光谱图像异常目标探测过程运算量大、结果不能实时应用的问题,在FPGA和多数字信号处理的硬件平台上实现了RX并行处理算法.结合RX算法的原理与特征,研究了该算法的并行特性;通过计算机仿真验证了RX算法并行化的可行性及特点;该平台通过FPGA完成高光谱图像数据立方体的奇异值分解降维,降低了数据处理量和传输量;通过多数字信号处理完成RX算法的并行化,实现了高光谱图像异常目标探测的快速处理.用该系统处理64波段280×800大小的高光谱图像数据,得到探测结果仅需4.86s,能够满足高光谱遥感应用中异常目标探测的载荷平台在线处理和探测结果的快速获取及应用的需求.

电离层斜向返回探测系统中的DSP设计

研制了一个应用于电离层斜向返回探测的实时同步信号处理系统 该系统采用间隔收发体制 ,无探测盲区 ,比STUDIO系统探测精度更高、速度更快、距离更远 ,并且软件化程度更高 。

电离层斜向返回探测系统的主控制器研制

介绍伪随机码调相脉冲压缩体制的新型电离层斜向返回探测系统的概况,重点讨论基于软件无线电思想的探测系统核心部件-主控制器的设计与实现。实验探测结果表明,该系统具有探测功率低、距离分辩率高的特点,能够同时获取电离层多普勒信息和“距离—频率—幅度”探测图。实测过程中,自主研制的由DSPs、FPGA器件构成的主控制器工作稳定,运行良好,满足探测要求,使系统具备开放、灵活、通用和易于升级等优点。

采用四象限探测器的双轴跟踪控制技术

采用四象限探测器作为位置传感器,设计出以DSP作为控制器的双轴跟踪控制试验演示系 统。通过误差数据采样、计算和比较,在反馈作用下对误差修正,以快速扫描系统和大范围扫描系统构成的双轴联合机构实现运动目标的捕获跟踪。试验结果表明,该系统能够快速捕获并平稳跟踪合作目标,且调试方便,可靠性好,为下一步工程化奠定了基础。

软件化电离层探测雷达波形产生器的设计

讨论的电离层斜向返回探测雷达的波形产生器是以软件无线电理论为基本思想设计了一台通用短波及超短波雷达波形产生平台。波形产生器主要由DSP和数字上变频器构成,DSP作为主控制器设定数字上变频器的调制方式和输出波形。因此雷达能够发射调幅、调频、调相和各种复合调制信号,实现多种电离层探测方式,从而可以实时获得丰富的电离层探测数据。

红外光幕在地铁屏蔽门障碍物探测中的研究

针对现有地铁屏蔽门通过门速曲线的改变来探测障碍物的方法在检测最小尺寸为4 mm×40 mm的障碍物中所存在的不足,提出一种利用红外光幕的障碍物探测方法,并结合数字信号处理器(DSP)的无刷直流电动机控制技术和模糊PID控制算法来实现地铁屏蔽门障碍物的探测,最后在Matlab/Simulink环境中构建了整个系统的数学模型,并对系统在正常情况和遇到障碍物时的关门过程进行仿真分析。仿真结果表明:基于该方法设计的地铁屏蔽门障碍物探测系统可以解决现有地铁屏蔽门在障碍物探测方面的不足。