基于Barker码脉冲压缩技术的钢板多阵元Lamb波电磁超声换能器设计与优化

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型,分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响,并进行了实验验证。结果表明:曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后,其信噪比(SNR)可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR,多阵元Lamb波EMAT最佳参数为:曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位,并配置3对外置永磁体。

基于巴克码编码脉冲压缩的混凝土超声检测仿真分析

混凝土的超声检测中,由于混凝土材料的非均质结构而造成的结构噪声是影响超声检测效果的重要因素之一。为了进一步提高超声检测信号的信噪比,提出应用具有良好的自相关特性以及噪声抑制优势的巴克码信号作为激励信号。设计和建立混凝土结构模型,进行仿真测试及检测结果的成像处理与分析,将本研究所提方法的成像结果与常规高斯脉冲反射法的成像结果进行对比。结果表明,通过对检测信号的脉冲压缩处理以及旁瓣抑制处理,有效压缩了脉冲宽度,提高了检测信号的时空分辨率,从而增强成像结果的信噪比;采用本研究方法处理后的成像结果信噪比提高了8.3 dB,成像质量明显提升。

用于医学超声内窥成像的编码激励技术

为了提高医学超声内窥系统中图像的信噪比,将编码激励技术引入超声成像系统.仿真研究了编码长度和换能器相对带宽对成像信噪比（SNR）提升的影响.发现在采用长度较短的2-5位Barker编码激励时,成像信噪比的提升在编码长度为4位时达到峰值,且信噪比的提升随换能器相对带宽的增加而增加.基于超声内窥成像系统的编码激励实验表明,在峰值激励电压为25 V和换能器相对带宽为20%的情况下,采用编码激励技术能够获得1.85 dB的成像信噪比提升.

伪随机二进序列偶研究

提出了一种新的具有良好周期相关特性的离散信号,即伪随机二进序列偶,研究了其性质和组合允许条件,用计算机搜索出若干小体积的伪随机二进序列偶。在此基础上,对伪随机二进序列偶作为同步码在同步检测中的应用进行了研究,并与Barker码进行了性能比较分析。

采用两组巴克码识别器的帧同步方法

针对传统帧同步方法重建同步时间长、假同步和漏同步及系统开销之间难以协调的问题,提出利用两组巴克码识别器的帧同步方法。该方法在同步建立阶段,使用13位巴克码识别器,有效地减小了假同步概率;而在同步维持阶段,使用7位巴克码识别器,有效地减小了漏同步概率。仿真结果表明:该方法具有漏同步、假同步概率低,重建同步时间短等优点,而且简单易行。

CFRP/Al蜂窝结构缺陷巴克编码热波检测及匹配滤波

CFRP/Al蜂窝板构件长期服役于恶劣环境,易引发脱粘和积水等涉及运行安全的缺陷。以同时含有脱粘和积水缺陷的CFRP/Al蜂窝复合板材为检测试件,运用巴克编码调制脉冲压缩信号驱动卤素灯作为外部激励源,用红外热像仪采集试件表面的红外热图序列。设计并运用三维匹配滤波器对所采集的图像序列进行处理,在4种不同量化方式的条件下,获得有关脱粘和积水缺陷的8个热波响应结果,并对这些结果进行多角度对比分析及信噪比评估。结果表明:巴克编码激励具有调制简单、易实现等优势,结合三维匹配滤波器可有效抑制红外热图背景噪声和提高信噪比,能实现在低功率热激励条件下对复合材料内部脱粘和积水缺陷的有效检测。

巴克码信号处理的计算机仿真

巴克码信号是二相编码信号的一种,在PD雷达中得到了广泛应用。对巴克码信号进行匹配滤波处理可使输出信噪比达到最大。介绍了匹配滤波器的设计原理,给出白噪声匹配滤波器的传递函数模型。在Matlab/Simulink平台上,建立雷达发射信号为巴克码信号时匹配滤波器的仿真模型。计算机仿真表明,巴克码信号经匹配滤波器后脉冲宽度被压缩,信噪比得到了显著提高。该滤波器的脉冲压缩功能,解决了一般脉冲雷达通过增加脉冲宽提高作用距离与距离分辨力下降的矛盾。

线性调频-巴克码雷达信号旁瓣抑制方法

为提高线性调频-巴克码信号脉压输出的主副瓣比,从理论上研究了线性调频-巴克码信号的模糊函数,提出了两种抑制其离散旁瓣的方法.仿真表明,两种方法均可以在一定范围内消除LFM-Barker信号的离散旁瓣,得到主副瓣比为38dB的窄脉冲.

基于FPGA的巴克码相关器设计与研究

分析巴克码的设计及其相关的特点与原理,用Verilog语言编写相关器,利用FPGA实现13位巴克码相关器,并对其用Modelsim仿真。仿真证明输出了最大功率主副比,有效抑制了旁瓣,并为雷达工程中巴克码的应用提供更坚实的理论基础。

一种简易的13位巴克码BPSK信号产生电路

介绍一种简易可行的１３位巴克码ＢＰＳＫ信号产生电路的原理、设计与声表面波１３位巴克码低副瓣滤波器的压缩结果。

线性调频和巴克码组合调制雷达信号性能分析

由于单一调制的低截获雷达信号很容易被敌方截获接收机截获,从信号波形出发,提出来一种脉内线性调频、脉间7位巴克码(LFM-Barker)组合调制的低截获雷达信号波形。通过理论推导与数值仿真,分析了该组合调制雷达信号的时频域信号形式、时频域匹配处理特性、模糊函数、时移频移联合参数估计以及低截获特性。结果表明,LFM-Barker组合调制雷达信号具有好的时频特性,高的距离与速度分辨率,提高了雷达信号的低截获性能。

线性调频-巴克码雷达信号的分析与处理

介绍了一种新型的雷达信号,该雷达信号是一种采用脉内和脉间混合编码的脉冲压缩信号.通过理论推导和分析得出混合信号的频谱与子脉冲线性调频信号的频谱基本相同,这个结果与用计算机模拟所得结论一致;分析该混合信号的处理机理并且给出这种信号的一种处理方法.

巴克码在复合声呐信号中的应用

信号波形直接影响着声呐对目标的时延分辨力、频移分辨力、低截获能力及抗混响能力。因此,设计和选择合适的波形对声呐系统有着极其重要的影响。巴克(Barker)码的模糊函数呈理想的"图钉型",具有良好的时频分辨力。本文利用模糊函数和Q函数,对基于巴克码的复合声呐信号的分辨力、抗混响等性能进行了仿真分析,并和传统的单频矩形脉冲(CW)信号、线性调频脉冲(LFM)信号进行了比较,得出基于巴克码的复合声呐信号能够实现较高的测量精确度,而且在一定的多普勒频移范围内具有较好的抗混响能力,是浅海中主动声呐的优先选择信号。

截断巴克码的旁瓣抑制研究

在研究截断巴克码与 13位巴克码匹配滤波器的脉压结果的基础上 ,提出一种简单的绝对值相加的截断巴克码旁瓣抑制结构。在保证 13位巴克码的峰值旁瓣电平比 (PSL)的前提下 ,对 12～ 7位截断巴克码都能获得良好的脉压结果 ,峰值旁瓣电平比接近 1/ P,其中 P为截断巴克码的码长。这种新型的截断巴克码旁瓣抑制结构的特点是结构简单 ,容易实现 。

混沌序列的多载波相位编码雷达信号

多载波相位编码雷达信号(Multi-carrier Phase Coded,MCPC)利用正交频分复用的体制,同时发射多个载波,拥有大时带宽积,良好的频谱利用率及高的距离分辨率。但在相位条目的选择上受到限制。文章利用混沌序列良好的非周期性、相关性、初值敏感性以及数量大的特点,提出了一种基于Logistic序列的MCPC信号。仿真结果表明,基于混沌序列的MCPC信号可以有效改善模糊函数图,扩大相位可选择空间,进一步加强保密性。

基于DSP Builder的巴克码检出设计及FPGA实现

巴克码是最常用的帧同步码组。为了实现巴克码组的有效检出,利用DSP Builder设计了一种新的13位巴克码识别器电路。在Matlab/Simulink中对设计的电路进行了纯数字仿真,然后将设计的系统载入到FPGA芯片中,运用硬件在回路仿真技术进行半实物仿真。结果表明,基于DSP Builder设计的巴克码检出电路简单易行、稳定可靠,达到了预期的要求。

双凯塞窗在旁瓣抑制技术中的应用

在分析线性调频和巴克码组合调制信号的脉冲压缩原理基础上,对比研究加权海明窗或汉宁窗进行旁瓣抑制的常规方法,提出一种在发射机和接收机中同时加Kaiser窗加权的方法。与加海明窗主旁瓣比达到-42d B和加汉宁窗主旁瓣比达到-31.4 d B相比较,双Kaiser窗法可以使脉冲压缩后的主旁瓣比达到-50 d B以下,具有更好的旁瓣特性,同时脉冲压缩后主瓣展宽幅度也相对较小。

编码激励磁声信号处理方法研究

基于磁声耦合效应的生物组织电特性检测成像方法,在神经电活动监测和肿瘤等疾病早期诊断方面具有重要研究意义。常用的单脉冲激励和接收模式的信噪比低,限制了磁声成像质量;信号平均处理方法则限制了成像速率。本研究提出了一种脉冲编码激励的磁声成像信号处理方法,采用编码序列激励模式和脉冲压缩的检测处理方法以提高信噪比,缩短信号处理时间。本研究通过仿真计算和磁声信号的实验测量,采用13位巴克(Barker)编码和16位格雷(Golay)编码,对磁声信号的编码激励和脉冲压缩处理方法进行了研究。结果表明,对金属丝模型,在未进行波形叠加平均的条件下,编码激励可明显提高磁声信号信噪比,如13位Barker脉冲编码和16位Golay编码处理方法,可分别提高磁声信号信噪比约20.96 dB和20.62 dB。同时处理时间明显缩短:在相同信噪比提升的情况下,13位Barker编码和16位Golay编码处理方法的整体采集处理时间约缩短为单脉冲激励平均处理方法的3.62%和4.73%。本研究提出的脉冲编码处理方法,对提高磁声信号信噪比、改善成像质量、提高整体成像速率具有重要意义。