基于数据驱动自适应变分非线性chirp模态分解的瞬时频率识别

为降低初始频率和信号噪声对变分非线性chirp模态分解(variational nonlinear chirp mode decomposition,VNCMD)的影响,提出了一种基于数据驱动自适应变分非线性chirp模态分解(data-driven adaptive variational nonlinear chirp mode decomposition,DDAVNCMD)的方法。通过模态能量占比确定响应信号的模态个数,同时采用导数归一化算法初步估算模态分量的初始频率,并添加迭代时变滤波器来降低噪声的影响,在此基础上再对响应信号进行VNCMD。通过单分量和多分量解析信号及拉索结构试验对所提方法进行验证。研究结果表明,基于DDAVNCMD的瞬时频率识别方法具有较好的准确性和抗噪性。

Chirp-Z变换谱分析压制地震记录单频干扰

以往压制地震记录中的单频干扰有许多成功的方法,如频率域陷波法及时间域拟合法,其中以时间域拟合法压制强能量单频干扰最有效。但是拟合法通常采用基于频率扫描法搜寻单频波频率的方式,比较耗时,不能满足当前日益增长的高覆盖、高密度地震勘探数据处理的需要。本文提出应用基于Chirp-Z变换的高精度谱分析技术估计单频波的频率,不仅提高了计算效率,而且在压制单频干扰的同时有效保护了在单频干扰频率附近的有效信号。

De-chirp LFM-CW SAR原始回波信号模拟

将基于De-chirp LFM-CW SAR的信号特点,首先给出其信号模型;根据给定的信号模型,提出一种适合De-chirp LFM-CW SAR的基于FFT的快速回波模拟算法,与时域直接叠加算法相比,保持数据精度的同时,运算量大大降低。通过对原始数据成像处理后得到的图像进行分析,验证了算法的有效性。

高度城市化地区的降水集中度研究——以长三角城市群为例

在全球变暖和人类活动的背景下,降水在年内分布上发生了比较大的变化,对人民生产生活产生了巨大的影响,这一影响在城市化较高的地区尤为明显。基于多源降水数据(降水产品数据和气象站点数据)和夜间灯光数据,选定中国的长三角城市群作为研究区域,将基尼系数(Gini Index,GI)作为降水集中度的指标,利用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall显著性检验进行趋势分析,最后通过相关性分析探究城市化程度与降水集中度的关系。研究结果表明:(1)CHIRPS(Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station Data)数据计算得到的GI与站点数据结果的均方根误差为0.036,远小于CMFD数据(0.067)和MSWEP数据(0.083)的结果,表明CHIRPS数据具有最佳的适用性;(2)长三角城市群的降水不均匀性从南向北逐渐增加,并在城市群中部和西部呈现出显著上升的趋势,研究区域内的降水年内分布将会朝着集中分布的方向发展,极端降水事件出现的可能性增加;(3)城市化对降水集中度主要起到促进作用,城市的快速发展使得降水不均匀性增强,并且在城市群内的南京市、无锡市和镇江市等地区更为显著,更有可能发生城市内涝等灾害。研究对于城市的防洪设计、城市道路排水管道的设计和城市防洪应急响应预案的编制具有参考意义。

一种基于Chirp信号的多数据传输方法研究

以分数阶傅里叶变换为数字信号处理基础,使用单Chirp信号完成多比特的数据传输功能.发送端采用同调频率不同初始频率的Chirp信号作为调制信号,接收端对接收到的信号进行分阶数傅里叶变换,根据分数域能量聚集的不同位置进行解调.此方法可在不影响Chirp载波性能的前提下,完成多数据的传输,进一步提高了通信系统的性能和容量.

基于逆Chirp Scaling算法的合成孔径雷达原始数据仿真

介绍了一种采用逆CS(Chirp Scaling)算法的合成孔径雷达回波数据模拟方法。利用一种场景处理方法,将目标场景转化为含有连续相位信息的复图像。按照CS成像算法的逆运算恢复原始数据,通过相位因子相乘注入距离徙动量和距离/方位的耦合量。最后,通过仿真实验证明了该方法的有效性。

基于Chirp数据和Biot-Stoll模型反演南海北部陆坡海底表层沉积物物理性质

浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数之间的关系,但在不同的海域采用不同的参数所获得的效果不同。为此,本文基于南海北部陆坡海底表层沉积物的实测物理参数,利用BiotStoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,结果表明模型计算值与样品实测值吻合度总体较好,偏差在0.1%~4.9%之间,并建立了频率3.5 kHz时海底反射系数与沉积物孔隙度、密度、平均粒径之间的关系方程,且方程拟合度较高,可决系数R2均大于0.99。在对典型Chirp剖面数据计算其海底反射系数的基础上,反演了海底表层沉积物的孔隙度、密度、颗粒平均粒径等物理性质,其中反演孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径相对误差均小于5%,结果与实测值基本相符,表明该反演方法在南海北部陆坡区的应用是可行的。

基于Chirp数据反演琼州海峡海底沉积物物性

Chirp浅剖数据不仅能刻画海底地层的地质构造信息,还能用于海底沉积物物性特征的反演。利用在琼州海峡南方主网与海南电网第二回联网工程海底电缆路由调查项目中所获取的浅剖数据,采用地球物理方法即基于Biot-Stoll模型来反演海底表层沉积物声速、密度和孔隙度等物理性质。通过该反演方法得到研究区海底沉积物声速、密度、孔隙度及海底反射系数剖面,其中反演孔隙度、密度与实测孔隙度、密度相对误差均<10%,结果与实测值基本相符,表明Biot-Stoll模型和Chirp浅剖数据反演海底沉积物物性的方法在琼州海峡海域切实可行,为在该海域采用间接方法来获取海底沉积物物理性质特征提供了新的选择,同时也为海洋工程浅剖数据利用提供了新的思路。

线性调频Z变换在电力谐波分析中的应用

讨论了线性调频Z变换及基于FFT的布鲁斯坦(Bluestein)算法。该算法适用任意长度采样序列,而并非一定要求基2的长度。拟分析的频段及频域抽样率也可根据需要设置,它特别适合用来实现高分辨局部频谱快速分析。在此基础上提出了一种实序列重组Z变换算法,该算法可以通过一次变换快速求解电力系统三相电流谐波谱。

利用数字储频技术对综合脉压雷达实施干扰的研究及应用

提出了应用数字储频技术对综合脉冲压缩雷达进行干扰的理论,并设计了一种3bit相位量化DRFM系统。该系统通过采用正交双通道零中频处理量化相位,处理效果较佳。它包含了相位量化器、数据存储和加权相加三部分电路。

基于Lamb波传播路径分析的复合材料板中缺陷成像

板型波导结构中的缺陷对Lamb波的传播会产生干扰,接收信号受干扰程度与缺陷和激励、接收传感器路径间的相对距离有关。提出一种基于Lamb波传播路径分析的多频率数据融合缺陷检测方法,对复合材料板中缺陷区域进行成像。采用压电传感器进行Chirp信号激励,由Chirp激励响应计算出具有不同中心频率的Tone burst信号,为成像算法提供多频率缺陷信息。对各信号中首次抵达波的包络峰值进行分析,确定缺陷所在位置同激励接收路径间的关系。选择同缺陷所在路径具有相近Lamb波传播速度的路径作为关注路径,结合椭圆成像算法和该路径中的缺陷散射信号信息计算出缺陷所在的椭圆轨迹。引入椭圆轨迹计算误差容限,对计算得到的不同频率下的椭圆轨迹进行筛选,将筛选后的椭圆轨迹进行融合实现缺陷区域成像。通过对复合材料板中缺陷区域的试验检测,验证了所提算法的可行性。

虚拟舵机频域特性测试系统及实现

针对舵机频域特性测试的要求,基于虚拟仪器技术,采用chirp信号扫频法,设计了一套集数据采集、分析处理与显示回放于一体的虚拟频域特性测试系统。采用插入式采集卡(PC-DAQ)结构硬件平台,以LabVIEW为软件平台,所设计的系统具有测试简便、快速、准确的优点。

基于CSS技术的室内定位通信系统的研究与实现

利用Chirp扩频信号(CSS)抗干扰能力强、时间分辨率高的特点,研究并实现了一个高精度的室内定位通信系统。使用nanoPAN 5375模块、ARM和AVR单片机设计硬件平台,利用SDS-TWR算法实现测距,并根据多标签点的情况设计了一套系统管理算法,实现了对移动终端的精确定位和移动终端间较高速率的数据通信。

基于时域展宽的光电混合模数转换系统关键技术研究

为了满足现代数字信号处理(Digital signal processing,DSP)技术对高速、高精度模数转换的要求,提出采用光电混合的方法解决电子模数转换器存在载流子迁移速率物理极限的问题。提出了一种采用时域展宽光辅助电采样量化方法实现20 GHz高速采样的实施方案,对方案中超短光脉冲源、线性啁啾光载波产生、光学时间拉伸、多通道数据重组等关键技术进行了分析,最后,采用采样速率5 GSa/s,模拟带宽3. 2 GHz、量化精度10 b的电子模数转换器(EVQ190)完成了对一个5通道的微波信号时间拉伸系统的数值仿真。通过多通道数据融合和校正方法得到了仿真结果。仿真结果表明:该设计能达到7位以上的有效位。

数据倒序匹配付里叶变换处理

本文讨论了改进二步匹配付里叶变换的信号分辨能力和目标信号检测能力的处理方法,文中进行了理论分析,并做了计算机仿真,结果表明:数据的正常次序和数据的倒序的二步匹配付里叶变换在目标信号分辨方面具有互补性,它们谱积具有较高的目标信号分辨力,在信噪比达-20dB的条件下,仍具有比较好的目标信号检测能力。

基于子孔径ECS算法的天基视频SAR成像方法

针对天基视频合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像中回波数据重叠及实时性要求,提出了一种基于子孔径扩展线性调频变标(Extended Chirp Scaling,ECS)处理的天基视频SAR成像算法。首先提出了大角度聚束视频成像模式下的回波数据分割方法,然后基于重叠率与帧频的要求对回波数据进行子孔径划分,子孔径内部进行ECS成像处理后,在距离多普勒域进行子孔径合成,实现视频成像,从而避免了重叠数据的重复运算,有效提高了视频SAR的成像效率,重叠数据重复运算率由78.1%降为10%,最后通过计算机仿真验证了该算法的有效性。

基于虚拟仪器的网络频率特性测试仪

介绍了一种基于虚拟仪器的网络频率特性测试仪,它利用多功能采集卡的模拟输出通道产生扫频激励信号,利用2个模拟输入通道同时采集激励和响应,通过LabVIEW软件分析并显示结果。给出了该仪器的设计方法和LabVIEW程序。双T滤波网络的测试结果表明,该仪器可满足实际需求。

Bathy2010P浅地层剖面仪在海洋工程中的应用

本文介绍了美国SyQwest公司生产的Bathy2010P浅地层剖面仪的工作原理及在海洋地层探测中的应用。Bathy2010P系统采用线性调频技术(Chirp),高信噪比,高分辨率,发射声脉冲的重复性好,振铃与旁瓣得到很好压制。并应用SyQwest公司的水底探测跟踪算法,可靠的水底数字化技术,确保在陡坡地形和高噪声环境中实现卓越水底跟踪。

基于STM32的雷达物位检测系统设计

该文设计了一款雷达物位检测系统,用于检测工业场合大型罐体或储料仓的物料存储高度。该系统以STM32F407作为信号处理和控制的核心,通过ADC接口对雷达收发模块的差频输出信号进行数据采样,并对数据做FFT+Chirp-Z联合算法处理。系统根据计算得到的测距信息判断当前物位是否到达警戒物位,以及是否输出报警信号。该物位检测系统可以满足实际应用要求,并且结构简单,测距精度高。