基于Hanning Window设计FIR数字高通滤波器

基于实序列的傅里叶变换具有的特征,提出了一种研究线性相位FIR数字滤波器幅度函数的简洁方法。首先揭示了偶对称和奇对称的线性相位FIR数字滤波器幅度函数的特点;然后研究了矩形窗函数对线性相位理想数字低通滤波器幅频特性的影响,即时域加矩形窗,频域形成过渡带;最后介绍了利用窗函数法设计FIR数字滤波器时,对窗函数的要求,选择窗函数的依据及利用窗函数法设计FIR数字滤波器的步骤,并给出了基于Hanning Window来设计FIR数字高通滤波器的实例。

一种PAF接收机的低温设计及实现

本文基于全阵列整体制冷的低噪声PAF研制需求,为现有的PCB Vivaldi天线PAF阵列开展低温设计。采用密封薄膜搭配硬质泡沫组成平口真空窗,整个低温杜瓦采用圆柱形设计,杜瓦直径为570 mm、高度为430 mm,杜瓦内部嵌套的冷屏同样采用圆柱形设计,直径为522 mm、高度为200 mm。经低温杜瓦整体装配完成后,进行了制冷测试,阵列天线温度可以达到60 K以下。目前,初步进行了常温和低温环境下阵元回波损耗以及隔离度的测试比对。

基于Blackman窗全相位FFT双谱线校正的同步宽频相量测量方法研究

为进一步分析电网电力电子化特征日益明显所带来的影响,电网运行状态监视向间谐波和高次谐波方向延伸,对同步宽频测量提出了更高要求。同步宽频测量广泛采用的加窗插值频谱分析方法存在频谱泄露,当基波频率发生偏移或信号中存在邻近信号时会导致较大误差。针对此问题,文中提出采用基于Blackman窗全相位FFT双谱线校正的改进宽频相量测量方法,结合全相位FFT和Blackman余弦窗对宽频信号进行频谱分析,并利用双峰谱线进行参数校正。文中方法可以有效提升频谱泄露的抑制效果,降低邻近频谱干扰,提升基波频偏或邻近频谱的复杂运行工况宽频信号参数测量精度。

日间辐射制冷材料磷酸铝的固相合成及其结构性能

辐射制冷技术因不需要任何能量输入且无污染等特点具有广阔的应用前景,但是高成本复杂的辐射制冷材料的制备工艺阻碍了这项技术的发展.采用低成本高效益的一步固相法合成了三斜晶系与立方晶系复合晶系的磷酸铝材料,该材料在太阳光波段内的平均反射率达到97.65%,在大气窗口(8~13μm)范围内的平均发射率为0.88.在日间辐射冷却实验中,这种复合晶系磷酸铝材料在阳光直射条件下的最佳冷却效果可以使环境温度降低6℃左右.将磷酸铝材料应用于陶瓷坯体中,通过冷却实验表明,加入AlPO_(4)的陶瓷坯体使环境温度降低4℃,与未加入磷酸铝的陶瓷坯体的冷却效果相比降低了约2℃.本研究对磷酸铝辐射制冷材料的推广应用具有重要的指导意义.

SAR影像角反射器点相位中心的高精度拟合方法

角反射器(corner reflector,CR)作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像上的地面控制点,其相位中心提取精度尤为重要。然而,SAR影像中的斑点噪声、分辨率差异和视角差异会对CR点的相位中心提取造成误判和偏差。文章提出了一种基于自适应距离-幂指数加权质心法的CR点相位中心高精度拟合方法,通过引入自适应拟合窗口来解决周围像素对CR点像点提取的干扰问题,并采用距离-幂指数加权法考虑距离关系对权重的影响,提高了CR点相位中心的提取精度。该方法在中卫遥感卫星定标场地区的高分三号SAR影像数据上进行验证,1 m和5 m分辨率影像上提取精度分别达到0.20个像素和0.44个像素。该研究对于提高SAR影像中CR点相位中心的准确性和可靠性具有重要意义。

个体化频带滑动窗特征的轻度认知障碍诊断研究

轻度认知障碍(MCI)是老年性痴呆诊断的关键阶段,脑电(EEG)信号特征可以反映MCI患者的认知状态,帮助实现早期诊断。现有研究在EEG特征提取过程中,针对脑电各节律,大多采用固定的时间窗完成分段处理,忽略了不同节律的特征差异,从而影响诊断效果。针对该问题,本文提出了一种新的组合滑动窗优化算法,该算法通过迭代振幅调整傅里叶变换(IAAFT)对零模型的构建方法进行了改进,以此得到评估大脑动态特性指标KPLI,通过对EEG各频段信号采取多种滑动窗组合,并以KPLI指标引导,得到适合不同频段的最佳滑动窗组合。在最佳滑动窗组合基础上,对各频段组合提取相位滞后指数(PLI),进行连续小波变换(CWT)特征,通过ResNet-MLP双通道分类网络实现MCI诊断。结果显示,使用个性化组合频段滑动窗对88名受试者(32名MCI患者,36名阿尔茨海默症患者以及20名正常对照组)实现了诊断分类,得到了82.2%的分类准确率,比固定窗的分类提高了10%(得到了72.2%的分类准确率)。结果表明,基于个体化脑电节律特征组合能够更好提取MCI的特征,提高轻度认知障碍诊断的正确率与特异性,是一种有效的脑电特征提取方法。

W掺杂量和退火温度对W-VO_(2)物相结构及相变性能的影响

钨掺杂M相二氧化钒(W-VO_(2)(M))有效降低了VO_(2)金属相(低温单斜相,M)到绝缘体相(高温四方金红石相,R)的可逆相转变温度(T_(c)),显著提高了VO_(2)在智能窗领域的应用价值。然而,W-VO_(2)(M)所表现出的较宽热滞回线宽度(ΔT_(c)>10℃)对其应用造成了一定的限制。为了解决这一问题,本研究以降低W-VO_(2)(M)的ΔT_(c)为目标,研究了W掺杂量与退火温度对W-VO_(2)物相结构及相变性能的影响。结果表明:随着W掺杂量的增加,W-VO_(2)粉体的T_(c)降低,并且ΔT_(c)较窄;退火温度的升高可以提高W-VO_(2)粉体的结晶度和分散度,但温度过高,会加速VO_(2)晶体结构的破坏,使其在恢复到室温后无法从R相转变为M相;当W掺杂量为6.0 at%,退火温度为700℃时,采用水热-退火两步法制备得到的W-VO_(2)(M)粉体表现出接近室温使用的T_(c)(T_(c)=36.83℃),同时具有较窄的ΔT_(c)(ΔT_(c)=6.63℃)。

W掺杂VO_(2)(M)粉体研究进展

W掺杂M相VO_(2)(W-VO_(2)(M))发生热致半导体-金属相变的温度可低至室温,在智能窗领域应用潜力巨大。在“双碳”背景下,继续开展W-VO_(2)(M)合成及其在智能窗中的应用研究具有重要意义。从W单元素掺杂、含W共掺杂和核-壳结构含W掺杂3个方面系统梳理了W-VO_(2)(M)粉体的研究情况,分析了W、Ti共掺杂M相VO_(2)(W/Ti-VO_(2)(M))粉体研究的可行性。最后,提出W/Ti-VO_(2)(M)与SiO2复合形成核-壳结构(W/Ti-VO_(2)(M)@SiO2)粉体的研究思路。

侧壁开窗上颌窦底提升愈合早期种植的可行性分析:一项前瞻性临床对照研究

目的通过评价侧壁开窗上颌窦底提升(lateral window technique for sinus floor elevation)愈合早期的成骨效果和种植体留存率,探索侧壁开窗上颌窦底提升愈合早期种植的可行性。方法招募上颌后牙缺失、牙槽骨严重萎缩(剩余骨高度≤4 mm)需行侧壁开窗上颌窦底提升和延期种植的患者,采用无机去蛋白牛骨矿物质(deproteinized bovine bone mineral,DBBM)骨粉作为骨增量材料。将患者按愈合时间分为4~5个月组、6~7个月组、8~9个月组和10个月及以上组,二期种植时于种植位点获取骨组织样本。主要评价指标为骨组织样本的新生骨比例(VB%),次要评价指标为种植体1年留存率。结果2017年9月至2020年12月期间,共纳入146例行侧壁开窗上颌窦底提升、延期种植的患者(160侧上颌窦),植入275颗种植体,获得完整骨样本95例。2例患者的3颗种植体(均为4~5个月组)发生早期失败,种植体总体留存率为98.91%(272/275),其中4~5个月组种植体留存率为95.31%(61/64),低于其他组种植体留存率(100.00%),但差异无统计学意义(P=0.18)。组织学结果显示:随着愈合时间的延长,新骨生成率缓慢增加,10个月及以上组较4~5个月组差异存在统计学意义(P=0.02),但剩余DBBM材料及非矿化组织百分比随愈合时间增长变化无统计差异(P=0.23,P=0.81)。结论随着愈合时间的延长,新生骨比例缓慢增加。术后4~9个月新骨形成无明显差异,直至10个月后才较4~5个月组增长具有统计学意义。这表明,侧壁开窗上颌窦底提升后4~9个月拟种植位点具有相似的骨质条件,而4个月植入可大幅缩短治疗周期。

二态量子系统准确布居动力学的一类新型相空间表示及其与三角窗函数的关系

二态系统是最简单的且无经典对应的量子系统,对二态系统的同构表示的认识和研究能启发研究人员对其动力学与统计行为的更深刻理解.本文使用在[J.Chem.Phys.145,204105(2016);J.Chem.Phys.151,024105(2019);J.Phys.Chem.Lett.12,2496(2021)]等文章中发展的约束相空间严格理论、非协变相空间函数、含时权重函数与含时归一化因子来构建一类新型量子相空间表示.这类同构表示可以导出二态量子系统布居动力学的准确结果.约束相空间上的轨迹运动方程同构于含时薛定谔方程.每条相空间轨迹对于布居动力学所对应积分表达式的贡献严格半正定。进一步证明了在[J.Chem.Phys.145,144108(2016)]这篇文章中根据经验提出的三角窗函数方法在本质上可以对应于本文的这类新型相空间表示的一个特殊情况,因此同样是二态量子系统准确布居动力学的同构表示.

一种改进选点及加窗处理的相位梯度自聚焦算法

相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)算法被广泛应用于补偿合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像的相位误差。PGA算法的处理流程中,选点和加窗这两步操作对于算法性能的影响非常大。传统的PGA算法常因选点质量不佳或窗宽估计有误而导致聚焦效果变差,收敛速度变慢。本文提出一种基于能量-信杂比最大准则的强点选择方法和一种自适应窗宽估计方法。利用能量和信杂比两个维度从图像数据中筛选出理想的孤立强散射点,结合并改进两种传统加窗方法自适应地估计窗宽,实现算法稳定性和收敛速度的提升。仿真和实测数据处理结果证实了本文算法的有效性。

从多相滤波视角阐释滑窗DFT多路输出的特性

滑窗离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)是目前工程上最常用的信号时频分析工具,但目前对滑窗重叠度以及滑窗DFT的物理意义的阐释并不透彻。针对这一问题,在简要回顾了两种形式的滑窗DFT和两种形式的多相滤波实现流程的基础上,从多相滤波视角对滑窗DFT多路输出的特性进行了全新的阐释,指出了窗口不交叠的滑窗DFT与简化形式的多相滤波之间的等价关系,以及窗口部分重叠的滑窗DFT与常规形式的多相滤波之间的关联关系,并通过仿真验证了上述分析的正确性与有效性。从而为基于滑窗DFT的多信道并行滤波处理、信号时频分析、子信道信号提取与分离等工程应用提供了理论指导与应用参考。

基于三相动态谐波分析的电能表误差检测方法

在检测电能表误差时,原始信号中谐波的干扰会导致检测结果与实际情况存在较大偏差。为此,提出基于三相动态谐波分析的电能表误差检测方法。在谐波分析阶段,考虑到谐波的动态属性会导致三相信号的采样执行效果难以达到同步,构建了余弦组合窗——旁瓣最低与最速下降窗,利用其对电能表离散信号进行截取,以此避免信号能量向临近谱线泄漏,再利用离散傅里叶变换对信号进行处理,实现对谐波的提取。在误差检测阶段,以离散随机信号的概率密度函数为导向,采用最优直方图曲线拟合法对其加以分析,并结合标准情况下电能表信号的分布状态,实现对误差的计算。在测试结果中,电能表误差检测结果的偏差始终稳定在3.0%以内。

基于Prony算法的电位接地故障暂态选线方法

为在应急广播调频发射机系统电位接地故障情况下,根据暂态相位差水平能完成电路选线,提出了基于Prony算法的电位接地故障暂态选线方法。采用Prony算法计算滑动平均窗长度,再通过求解辨识参数的方式,确定电路功率特性,完成故障暂态数据识别。联合故障稳态分析条件,计算暂态等效电流数值,以此为基础,求解隶属函数,实现电位接地故障暂态选线。实验结果表明,所提方法作用下,两个接线端口之间的暂态相位始终等于10 V,在电位接地故障情况下,可将相位水平更为接近的端口组织连接在一起,符合实际应用需求。

热镀锌双相钢HC420/780DPD+Z电阻点焊工艺与性能研究

为获得1.5 mm厚的汽车用热镀锌双相钢HC420/780DPD+Z的电阻点焊工艺窗口,采用中频逆变式电阻点焊机对其进行点焊试验,通过电极压力等参数调整,获得由不同焊接时间、焊接电流等组成的焊接工艺窗口。并通过显微硬度测试、剪切拉伸、十字拉伸试验以及金相检测等方法,对点焊接头性能进行综合评价。研究结果表明,在焊接时间为410~430 ms时,焊接电流工艺窗口为3.4~3.6 kA,可获得无缩孔、裂纹的焊接接头;接头的平均抗剪力为14.88 kN,平均十字拉伸力为7.1 kN;熔核区的显微硬度为402~455 HV,热影响区硬度为237 HV,未见脆化现象;电极寿命大于500个焊点,均满足GWS-5A标准要求。在此工艺下,接头的力学性能优异,显微组织主要为马氏体,硬度分布规律表明熔核区硬度最高。此外,焊接接头的失效模式主要为界面断裂和纽扣型熔核断裂,其中纽扣型熔核断裂具有更高的承载能力和能量吸收能力。

改进的FMCW信号加权补偿校正相位差法

在相位差法的基础上,分析了使用频谱最大值与次大值得到的校正频率结果的内在关系,提出一种改进的加权补偿校正相位差算法,并对校正精度不理想的频段进行了窗函数的改进。仿真结果证明,该算法在测量距离为22.5m,信号信噪比为30dB时,计算结果的平均误差为0.05Hz(0.075mm),均方根误差为0.08Hz(0.12mm),相对误差为0.000532%,本算法运算量平均约为2.5次FFT运算量,能够满足系统实时性的要求。

一种改进的基于相位差法的频谱校正方法

采用相位差校正法进行频谱校正,对幅值进行校正需要依赖于窗函数的谱函数。而实际上很多窗函数都十分复杂,其谱函数的解析表达式难以取得。该文提出基于相位差法取得频率修正量后,可以将原加窗序列乘以一个由频率修正量产生的复数序列,相当于进行一个小的频移,产生一个新的序列。新序列的信号频率正好对准离散频谱上的某一根谱线,不会产生泄漏。因此在幅值校正时不需要依赖窗函数的谱函数,通用性好。仿真研究和应用实例表明,采用该文提出的方法,选择合适的窗函数,即使是密集分布的频谱,也可以达到理想的校正精度。

基于全相位FFT改进相位差法的自动准同期并列参数测量

发电机准同期并列的关键在于对并列双方电压参数的快速准确测量。但由于并列双方电压频率不同,很难同时对双方电压做到同步采样,传统的基于快速傅里叶变换(Fast Flourier Transform,FFT)的准同期并列参数测量结果因频谱泄露产生较大误差。为抑制泄露,提高参数测量精度,引入了全相位频谱分析技术,并分析了全相位FFT与常规卷积窗FFT的区别与联系。在此基础上提出了基于全相位FFT的发电机准同期参数测量方法,并对全相位FFT相位差法进行了改进,提出了简洁的基波频率及幅值计算方法,使其更好地满足准同期并列的需要。通过仿真计算验证了所提方法性能优良,能有效克服频率波动、谐波、噪声及电压非稳态变化等不同情况的影响,实现并列双方电压参数的快速准确测量。

电压不平衡度的加窗FFT快速测量方法

电压不平衡度是电能质量的重要参数之一,其准确测量一方面依赖于三相电压基波相量(幅值和相位)的精确估计,另一方面需要快速求取相序分量。但是,频谱泄漏和栅栏效应会严重影响电压幅值和相位的估计精度,而相序分量计算过程中的开方运算又降低了不平衡度测量的实时性。提出电压不平衡度加窗快速傅里叶变换(FFT)测量方法。首先采用加窗FFT实现三相电压相量的准确计算,然后根据几何原理将方均根计算简化为多项式计算,从而实现相序分量及电压不平衡度的快速测量。仿真结果表明,所提方法可以达到与GB/T 15543—2008推荐方法相同的精度等级。实际测量实验进一步验证了所提算法的有效性及可行性。