一、信号处理、分析与设计（论文文献综述）
董晨语[1]（2021）在《海洋声学层析成像数据库与可视化软件系统设计》文中进行了进一步梳理海洋数据具有大规模、复杂结构、同源异构、强时空过程依赖性等特点,针对不同海洋数据的性质,设计相应的数据管理方案,并基于数据库形成相应的数据管理系统,是多种类海洋科学研究的基石。海洋数据表达可视化技术是数据参数性质的直观表达,也是海洋数据处理结果的展示方式。当前对于海洋数据的管理与可视化技术的研究,多针对于特定一类数据、或一种算法的实现,难以推广到大规模、多类型、复杂结构的海洋数据的情景。因此,本文依托相关项目需求,对海洋数据管理与可视化中的数据管理技术、图像超分辨率重建和三维可视化算法三项关键技术进行了研究,设计开发了相应的海洋声学层析成像数据库与可视化软件系统。海洋数据管理技术主要包括数据编码方案、数据库存储方案和检索方案三部分。数据编码方案是数据的唯一标识,在存储时生成,主要用于检索时进行数据定位,且能够对海洋数据的各项性质予以区别。数据库存储方案对导入的海洋数据进行自动地分库分表,并依据海洋数据的特点设计相应的数据库结构。基于数据库结构和编码方案提出了相应的检索方案,对海洋数据进行精确地检索定位。基于以上三部分建立海洋数据库,作为后续超分辨率重建和海洋数据可视化的数据来源。超分辨率重建技术将输入的低分辨率海洋数据进行重建,提升其分辨率以达到项目对海洋数据可视化的要求,本文通过两次图信号处理与正则化技术结合的方式,使重建后分辨率提高的同时,较好地保护了有效数据与无效数据的边缘,其重建结果可用于后续三维海洋数据可视化的实现。本文对三维海洋数据的可视化进行了研究,分析了传统光线投射算法在海洋数据实现上存在的不足,依据海洋数据的特点,在垂向温、盐度变化较大区域范围进行均匀化处理、自动数据分类、海洋数据有效数据与无效数据边缘保护四方面对光线投射算法进行了改进,并简化了一定的计算过程。本文的创新点在于,依托项目需求设计了相应的数据库结构及数据管理方案,结合图信号处理进行了海洋数据的超分辨率重建,对光线投射算法进行了改进,并在三项关键技术的基础上,设计了相应的数据库与软件系统“海洋声学层析成像数据库与可视化软件系统”,对项目收集和试验采集的数据进行编码、存储、检索,对原始数据和处理结果进行了显示。
陈光[2]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中提出光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
景亚鹏[3]（2021）在《听觉感知用于电动扳手零件缺损检测的方法研究》文中提出从2015年智能制造被列为《中国制造2025》的主攻方向以来,机械设备的智能检测已成为研究的重点之一,其中对旋转机械设备的零件缺损检测也引起了更多的关注。机械设备零件缺损检测主要是对设备中各个零部件的运行状态进行监测与故障诊断。传统故障诊断主要是利用电流信号、振动信号和声发射信号进行检测与分析,但存在着故障检测设备安装不便的问题。机械设备中零部件因振动而产生的声音信号中蕴含着丰富的机械状态信息,在异常状态下会产生异音信号,该异音信号表征了机械设备的故障状态信息。声学故障诊断技术是一种非接触式测量的方法,可以解决传统故障诊断检测设备安装不便的问题。研究表明,声学信号特征提取方法在故障诊断中扮演者重要角色,声信号特征参数的可辨识性和可区分性直接关系到故障诊断的识别效果和性能。为了提高声学故障诊断技术在机械设备故障识别的性能,本文以典型的旋转机械设备电动扳手为研究对象,围绕声学信号特征提取方法进行研究。传统的声学信号特征提取方法是对振动信号进行分析和统计学处理,这种方法只对部分的设备故障诊断有效,但对比较复杂的设备故障或存在较大噪声干扰情况下,诊断的准确性就难以保证。为了进一步提高声学信号特征在噪声干扰环境下的鲁棒性问题,本文针对电动扳手齿轮箱研究了人耳听觉系统的生理声学特征和心理声学特征,提出了基于人耳听觉信号处理机制的多种故障特征提取方法,并综合考虑了电动扳手零件缺损声音信号样本少的特点,选择了工业界使用较多的支持向量机分类器（Support Vector Machine,SVM）和逻辑回归分类器（Logistic Regression,LR）对电动扳手声音特征进行分类。本文的主要研究工作如下:1.为探索人耳听觉系统辨识故障信息的声学因素,本文借鉴了人耳耳蜗在信号处理领域的非线性工作机制,提出了一种Gammatone-Meddis频谱信息子带能量熵差分平均比的听觉生理特征提取方法（Sub-band Energy Entropy of Cochlear Spectrum Differential Averaging Ratio model,Sub-ECR）。该方法符合人耳对动态声信号的辨识过程,可以较好的提取关于电动扳手零件缺损的固有振动声音属性特征,提高了故障诊断识别率。2.研究了反映人耳主观听觉感受的心理声学特征,结合电动扳手零件缺损的声学特殊性,文中提出了加权时变响度频谱峰均比模型（weight-Peak-to-Average Ratio Calculation method,w-PAR）,提取出了更具有可辨识性的声学特征和体现人耳对不同状态电动扳手声信号感知差异性的声学特征。实验结果表明,基于心理声学特征参数和w-PAR特征可以有效的提高电动扳手零件缺损的识别率。3.针对故障识别特征优选工程,文中综合了人耳声学特征中的生理声学特征、心理声学特征以及w-PAR特征,提出了一种混合式的特征优选方法（Hybrid Feature Selection Method,Hy-FSM）,并利用SVM和LR对优选的特征集进行分类实验,识别结果表明,结合听觉生理声学、听觉心理声学以及w-PAR特征提取方法的Hy-FSM优选策略可提高整体的零件缺损识别率以及诊断系统运行效率。4.设计了基于Lab VIEW的电动扳手声信号采集和故障诊断系统,主要包括电动扳手声信号采集、声信号分析与故障识别模块;该诊断系统集成了听觉生理和听觉心理声学特征提取方法以及故障分类算法。
张树涛[4]（2021）在《旋转机械运行安全在线监测系统的研究与开发》文中认为大型旋转机械,如发电机、汽轮机、冶金机组等,其状态监测与故障诊断技术的有效实施以保证机组运行安全具有重大意义。因此,旋转机械运行安全状态监测是设备维护的主要方式,提取旋转设备的状态特征是前提条件,最终开发一套完整的、具有多方法的旋转机械运行安全在线监测系统。在线监测系统以大型旋转机械为研究对象,针对某热源厂一次风机的运行状态在线监测,根据实际需求研究了旋转机械设备的状态特征参量,结合前人的研究成果,以国内外知名在线监测系统为参考,对现有的旋转机械故障分析方法进行改进,提出了以DSP为核心的一套下位机硬件采集运算系统,在PC端开发一套旋转机械在线监测上位人机交互系统。下位机软件采用Code Composer Studio V6.0（CCS6.0）集成开发环境,融入了时域分析、频域分析、时频域分析以及微弱信号分析等多种算法,将采集的旋转机械振动信号进行分析处理。下位硬件选择TMS320F28335 DSP作为核心处理器,使用Altium Designer10软件设计了相应的数据采集电路、数据处理电路和数据传输电路原理图以及PCB的设计。实现主要算法的分析,提高系统整体的快速性。上位机软件在Visual Studio 2012环境下,选用C#语言进行开发人机交互界面,设计与DSP接口通讯实现上下位软件信息交互,最终将采集到的信号在上位机以图表的形式展示在用户面前,同时上位机还具有数据显示、存储、查询和上传等功能。测试环节主要选取了一种时频分析方法,采用改进后的经验模态分解方法对一次风机振动信号分析诊断,并取得了监测设备的故障特征。本文研发的旋转机械运行安全在线监测系统通过实验实现对算法的验证,在实际应用中接入某热源厂一次风机的振动信号进行测试分析,根据测试结果分析出设备存在的主要问题,通过测试实现了对该系统软件以及硬件可靠性、自动化程度、运行效率的检验,满足了实际的需求。
李敬[5]（2021）在《线阵相机光电精度靶故障监测技术研究》文中进行了进一步梳理针对人工排查线阵相机光电精度靶在实际工程中发生的系列故障存在费时费力、工作效率低、误测漏测等问题,本论文深入分析精度靶工作原理,结合故障诊断技术,建立了精度靶故障树,定性和定量分析了背景光源和触发光幕靶故障树,建立了线阵相机故障诊断流程,设计了相关故障监测对象的故障监测电路。论文的主要工作及创新点如下:1)结合故障树分析法理论,根据精度靶结构组成与工作原理,建立了精度靶故障树总树以及背景光源、触发光幕靶、线阵相机三个关键组成部分的故障树从定性和定量两个角度分析故障树,找出了背景光源和触发光幕靶故障树的最小割集;根据产品失效率计算模型,结合产品实际应用情况,求解了故障各底事件发生概率、底事件重要度,找出了背景光源和触发光幕靶故障树中最重要的底事件,确定了故障监测对象;2)设计了精度靶背景光源电流参数故障监测电路,实时监测背景光源工作电流,以CAN总线方式进行数据传输,主要包括测试节点电路（信号获取电路、信号处理电路、CAN收发电路）和主控电路（光耦隔离电路、信号处理电路、CAN收发电路、电源隔离电路、故障提示电路）;3)设计了触发光幕靶延时监测电路,监测触发光幕靶原控制电路的延时功能,由信号产生电路输出模拟脉冲信号作输入信号,触发原控制电路输出相机触发信号,计算两路信号的时间间隔,获取延时时间;4)分析线阵相机故障模式,根据相机寄存器,建立相机状态查询表;针对相机LED灯故障、图像故障（无图像、图像质量差）、接口故障、串口故障等建立相机故障诊断流程;5)验证了设计的故障监测电路功能,结果表明,背景光源节点电流监测电路能实时获取灯组工作电流,反映电路实际工作状态,出现故障后能有效确定故障原因以及故障位置;触发光幕靶延时监测电路能有效判断原控制电路延时功能的准确性,为获取相机触发信号提供了保证。
张彧[6]（2021）在《基于DSP的双模定位设备的研发与设计》文中研究指明随着中国国力的提升以及在高新技术方面持续的投入,近几年科技成就呈现井喷式爆发,一大部分成熟的科技已经运用于日常生活中,给整个社会提供了便利,北斗（BD）定位定向技术是其中之一,但目前BD导航的发展仍然存在一些不足。首先,BD导航的市场份额落后于GPS;其次,BD导航的授时精度和定位精度还有待提高。最后,北斗信号受到人为的干扰较严重,由于它的发射频率是众所周知的,信噪比也较低,所以对其进行干扰是很容易的。针对以上缺点,本课题展开攻关,设计和研发一套BD和GPS双模的定位设备,利用先进算法提高定位精度和授时精度,增强北斗导航的抗干扰能力,使得北斗卫星导航设备可以精确的为中国及其周边地区提供定位、授时,这对打破GPS在国内市场上的垄断地位具有重大意义。论文以作者所在工作单位内的有关北斗定位设备的研发项目为背景,设计了一种双模的导航设备,通过对信号处理的改进,利用北斗信号的非循环特征改进了抗干扰算法来增强天线的抗干扰能力,提高设备的捕获、跟踪性能和导航结算速度。经过试验和测试,表明本文设计的双模导航设备已经达到设计的初衷且具有一定的市场价值,同时还兼有体积小、定位精度高、抗干扰能力等特点。此次论文的主要内容如下:1.研究双模定位设备的定位原、定位信息的解算过程和北斗抗干扰的相关理论,再根据此次设计的要求选择合适的算法和设计方案,并对北斗设备的抗干扰技术进行改进。2.分析双模定位设备内各个单元的功能,寻求最优的设计方案,构建此次设计的信号处理平台;设计北斗抗干扰天线、搭建北斗抗干扰的现场和抗干扰的模拟仿真。3.利用仿真平台,编写符合要求的DSP相关程序,并在设计的平台上进行系统的调试。4.对此次设计的北斗抗干扰、基带处理进行仿真试验,并利用单位的操作平台进行调试。本文立足于双模设备的可靠性、高精度性,提出了相关设计方案并完成了定位设备的设计,整机性能测试达到了设计要求。
司可[7]（2021）在《面阵激光雷达信号处理技术研究》文中指出面阵激光雷达无需扫描装置、能够快速对被测目标进行整体性探测,成为近年来激光雷达领域广泛关注的研究热点。其探测器由多路并联雪崩光电二极管（APD）组成,对微弱的激光回波信号探测难度较大。因此,探测器后端信号处理系统设计十分重要。本文对以APD阵列为基本单元的多像素光子计数器（MPPC）为探测器的面阵激光雷达信号处理技术展开研究。根据技术指标,设计了 MPPC后端信号处理系统和时间间隔测量系统,并搭建了系统测试平台,对所设计系统进行了实验验证。主要研究内容及成果如下:（1）对面阵激光雷达理论和工作原理展开研究。以脉冲激光发射与接收系统、信号接收及处理系统、时间间隔测量系统三部分对面阵激光雷达系统进行分析。根据150～200m探测范围等总体技术指标,选择探测器,并根据探测器参数推导计算所需设计的信号处理系统指标。（2）对信号处理系统展开研究。将信号处理系统分为探测器偏置电源模块、微弱信号探测模块、时刻鉴别模块三部分进行设计。根据信号处理系统指标要求,完成三部分的硬件电路设计,通过电路仿真结果可验证:微弱信号探测模块能够在75～88MHz带宽范围内实现74dB的放大增益;时刻鉴别模块能够对激光脉冲信号进行有效鉴别。（3）对时间间隔测量系统展开研究。根据激光雷达系统总体指标选择专用计时芯片TDC-GP22作为系统核心芯片。在芯片完成计时后,通过STM32与其通讯来将计时结果读出。根据TDC-GP22芯片内部资源、通信方法、工作原理等要求,完成时间间隔测量系统的芯片外部硬件电路设计和软件程序设计。（4）搭建系统测试平台进行实验,实验结果表明:所设计的信号处理系统能够对150～200m范围内被测目标反射的激光回波信号进行探测、放大和鉴别;所设计的时间间隔测量系统在150～200m探测范围内的最大距离测量极限误差为9.75cm。
邢博[8]（2021）在《无线电/声探测模块设计及目标识别方法研究》文中进行了进一步梳理随着旋翼无人机的普及和换代,针对旋翼无人机的监管和反制问题也亟待解决。弹药反制无人机在众多反制手段中硬反制的特点让多方关注。战场环境日渐复杂,改善弹药及引信环境适应性,提高探测可靠性成为各国时下重要的研究方向。复合探测可以有效解决单模探测环境适应性不足、识别概率不高等问题,开展无线电/声复合探测原理及目标识别方法研究,具有重要的战场需求和科研价值。本文针对近场环境下旋翼目标的探测识别,采用无线电/声复合探测模块解决复杂环境及虚假目标的干扰问题。通过对目标微多普勒特性与气动噪声分析,完成探测器设计选型并建立微多普勒频率、气动噪声频率与桨叶转速的目标关联特征。根据无线电/声复合模块的工作机理,设计基于模糊理论的改进型模板匹配法,完成对旋翼目标的识别。基于室内实验获取单桨叶的目标信息,提取微多普勒频率和幅值特征、气动噪声频率和分贝值特征以及复合关联特征信息;结合室外环境下对自组装式四旋翼无人机收集到的幅值数据,建立改进型模板匹配法的标准库,并完成对大疆型航拍无人机的实际探测,并完成数据处理。在仿真和实验环节,以无线电探测收发模块和被动声探测模块为硬件平台,收集了室内和室外多次实验数据并对数据进行了分析。结果表明,采用改进型模板匹配法后,复合模块探测精度由65%提升至80%,设计的改进型模板匹配识别方法可以有效提高复合探测模块的识别精度。
王睿智[9]（2021）在《基于FPGA的生物测量仪弱相干信号处理模块设计》文中研究指明眼睛轴向参数是诊疗多种眼内疾病的重要依据,准确测量眼睛轴向参数直接影响眼内疾病的诊疗效果。生物测量仪基于光学弱相干干涉测量原理,是一种使用非接触技术的光学测量仪器,可以一次性精确测量患者眼睛轴向参数。在测量过程中,从人眼返回的干涉信号非常微弱,且干涉信号受到系统的工作环境、光电器件、检测电路等噪声的影响,探测器接收到的干涉信号难以进行后续处理。论文针对上述问题开展了对弱相干信号处理的研究和设计。为了对弱相干信号高信噪比的采集,提高生物测量仪的测量精度,论文设计了基于FPGA的弱相干信号处理模块。根据对光学弱相干干涉测量原理的研究,构建了生物测量仪系统的总体方案。设计了基于FPGA为主控的信号处理模块电路,对跨阻型光电信号检测电路的噪声和带宽特性进行了详细分析,根据干涉信号的中心频率和带宽设计了信号检测电路,采用平衡探测器和全差分光电检测电路相结合的方式,进行电路器件的选型和计算,完成了低噪声光电信号检测电路的设计;设计A/D信号采集电路,将干涉信号采集到FPGA上,完成基于FPGA为主控的信号处理电路。研究了弱相干信号的小波去噪算法,选取合适的阈值及小波基函数完成去噪,进一步提高信号处理效果;利用FIFO模块将数据缓存,通过UART串行通信模块实现计算机和信号处理模块间的通信,将FPGA采集处理后的弱相干信号传输到上位机中。结合干涉光路和设计的FPGA信号处理模块搭建实验平台进行实际测试实验。使用TINA仿真软件对全差分平衡探测电路仿真分析,电路的-3d B带宽点频率为2.1MHz,满足弱相干信号检测的带宽要求。仿真及实验结果表明,设计的FPGA信号处理模块可以实现对弱相干信号高信噪比的检测,信噪比高达87.61d B,有效地抑制弱相干信号中直流分量和噪声的影响,满足系统实际要求。
苏云赫[10]（2021）在《调频连续波激光测距系统的仿真与实现》文中研究表明调频连续波激光测距技术是近年来工业测距的研究热点。调频连续波测距精度高、范围大,并且可实现非接触测量,在目前已有的工业测距方式中具有明显优势。本文对调频连续波激光测距系统的研究,具有重要的理论意义与广阔的应用前景。本文主要采用锯齿波和三角波作为调频信号,详细介绍了两种波形的测距原理。根据调频连续波激光测距系统的工作原理,应用MATLAB软件中的Simulink模块搭建了调频连续波激光测距仿真系统,并详细的介绍了发射部分、接收部分以及信号处理部分的搭建流程。为了更加贴近实际,在回波部分加入随机高斯白噪声,用以模拟实际系统中硬件性能产生的噪声。为了验证仿真系统的可行性,本文通过分析仿真系统的参数需求,设计并搭建调频连续波激光测距硬件系统。通过对硬件系统核心处理板的选型,最终确定以DSP TMS320F28335数字信号处理器作为硬件系统驱动与信号处理的功能板。同时,为获取更精确的测距结果,设计了光路传输系统及光电接收板。硬件系统主要包括DSP TMS320F28335数字信号处理器、AD9910高频信号源、激光驱动模块、光路传输系统、准直器以及光电接收模块。除此之外,为了提高测距精度,本文在FFT算法的基础上,应用Chirp-Z算法对频谱进行细化,并详细的阐述了Chirp-Z算法的原理和实现流程,实现了拍频频谱的优化。本文针对搭建的仿真系统和硬件系统,设计并完成了系统的可行性及测距精度测试。测试内容包括仿真系统可行性测试、精度测试和硬件系统功能性测试及硬件系统精度测试。测试结果表明,本文搭建的调频连续波激光测距系统的测距范围为20m,经Chirp-Z算法优化后的仿真系统的最大误差为±10mm,最小误差为0,均方差为5.975mm;硬件系统的最大误差为±34 mm,最小误差为±1 mm,均方差为18.278mm。验证了系统的测距能力和测距精度。仿真系统与硬件系统的测距结果虽然有差距,但相差较小,从而验证了仿真系统与硬件系统的可行性、联系性以及加入随机高斯白噪声的合理性。
二、信号处理、分析与设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、信号处理、分析与设计（论文提纲范文）
（1）海洋声学层析成像数据库与可视化软件系统设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海洋数据的管理技术 |
| 1.2.2 海洋数据的可视化方法 |
| 1.3 论文主要工作及创新点 |
| 1.4 论文技术路线 |
| 1.5 章节安排 |
| 2 一种自适应的海洋数据组织与管理方案 |
| 2.1 数据管理技术概论 |
| 2.2 关系型数据库与非关系型数据库 |
| 2.2.1 关系模型及数据库应用 |
| 2.2.2 MySQL数据库简介 |
| 2.3 数据说明 |
| 2.4 数据编码方案 |
| 2.4.1 编码在数据管理中的必要性 |
| 2.4.2 基于海洋试验数据的编码方案 |
| 2.5 基于数据编码的自适应的数据组织方式 |
| 2.5.1 基于MySQL的数据库结构设计 |
| 2.5.2 数据自适应存储与管理方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于图信号处理的海洋数据重建研究 |
| 3.1 HYCOM数据介绍 |
| 3.2 数据重建方法 |
| 3.2.1 传统超分辨率重建方法比较 |
| 3.2.2 正则化技术在图像重建中的应用 |
| 3.2.3 图拓扑及图信号处理基础 |
| 3.2.4 数据重建质量评价方法 |
| 3.3 HYCOM数据重建图信号处理方法 |
| 3.3.1 超分辨重建图信号处理方法 |
| 3.3.2 有效数据与无效数据的边界处理 |
| 3.4 基于两次图信号处理的HYCOM数据重建 |
| 3.4.1 图信号处理数据重建两步流程 |
| 3.4.2 HYCOM数据重建应用场景 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于改进的光线投射算法的海洋环境数据可视化研究 |
| 4.1 三维可视化的面绘制与体绘制算法 |
| 4.1.1 面绘制算法 |
| 4.1.2 体绘制算法 |
| 4.2 光线投射算法的实现 |
| 4.2.1 算法基本思想 |
| 4.2.2 传统光线投射算法的实现 |
| 4.2.3 传统光线投射算法存在的待改进问题 |
| 4.3 基于海洋环境数据的光线投射算法研究 |
| 4.3.1 数据预处理与自动数据分类 |
| 4.3.2 传输函数设计 |
| 4.3.3 重采样与图像合成 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 海洋声学层析成像数据库与可视化软件系统设计实现 |
| 5.1 软件编程环境介绍 |
| 5.1.1 开发环境简述 |
| 5.1.2 涉及数据说明 |
| 5.2 系统需求及总体设计 |
| 5.2.1 系统需求分析 |
| 5.2.2 系统总体框架 |
| 5.3 数据管理方案 |
| 5.3.1 数据导入与存储模块 |
| 5.3.2 数据检索模块 |
| 5.4 数据可视化方案 |
| 5.4.1 海洋环境数据显示方案 |
| 5.4.2 观测数据显示方案 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结 |
| 6.1 主要工作内容及创新点 |
| 6.2 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者介绍 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（3）听觉感知用于电动扳手零件缺损检测的方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究背景与意义 |
| §1.2 故障诊断技术研究历史与现状 |
| §1.2.1 故障诊断技术发展概况 |
| §1.2.2 电动扳手故障诊断研究历史与现状 |
| §1.3 人耳听觉感知技术的发展概况 |
| §1.4 本文主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 电动扳手振动声音产生机理及故障识别 |
| §2.1 电动扳手系统振动声音产生机理分析 |
| §2.2 基于支持向量机和逻辑回归的电动扳手故障诊断 |
| §2.2.1 支持向量机的原理和设计 |
| §2.2.2 逻辑回归的原理与估计算法 |
| §2.3 传统的特征提取方法 |
| §2.3.1 时-频域统计特征 |
| §2.3.2 梅尔频率倒谱系数 |
| §2.4 小结 |
| 第三章 基于Gammatone-Meddis的听觉生理特征提取方法 |
| §3.1 人耳听觉系统 |
| §3.2 人耳耳蜗信号处理系统数学模型 |
| §3.2.1 基底膜数学模型 |
| §3.2.2 内毛细胞数学模型 |
| §3.3 基于Gammatone-Meddis的听觉生理特征提取方法 |
| §3.4 电动扳手故障模拟平台和信号采集系统 |
| §3.4.1 电动扳手故障模拟平台 |
| §3.4.2 信号采集系统 |
| §3.5 实验数据说明与分析 |
| §3.5.1 实验数据说明 |
| § 3.5.2 实验数据分析 |
| §3.6 小结 |
| 第四章 加权时变响度峰均比模型的心理声学特征提取方法 |
| §4.1 心理声学参数 |
| §4.1.1 响度相关参数 |
| §4.1.2 尖锐度 |
| §4.1.3 抖动度 |
| § 4.1.4 粗造度 |
| § 4.1.5 心理声学烦恼度 |
| §4.2 加权时变响度频谱峰均比模型 |
| §4.3 实验数据说明与分析 |
| §4.4 小结 |
| 第五章 基于混合式特征优选的电动扳手故障识别 |
| §5.1 基于Filter模式的特征选取方法 |
| § 5.1.1 卡方检验 |
| § 5.1.2 NCA特征选择算法 |
| § 5.1.3 CFS特征选择算法 |
| §5.2 基于Wrapper模式的特征选择算法 |
| §5.3 混合式特征选择算法 |
| §5.4 实验数据说明与分析 |
| §5.5 小结 |
| 第六章 基于Lab VIEW的电动扳手零件缺损检测系统 |
| § 6.1 检测系统设计与性能测试 |
| § 6.1.1 测试系统组成 |
| § 6.1.2 测试系统性能测试 |
| § 6.2 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| § 7.1 总结 |
| § 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
| 附录 |
（4）旋转机械运行安全在线监测系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究内容及目标 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.4 文章组织结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 旋转机械运行安全的特征分析及算法研究 |
| 2.1 旋转机械的状态特征参量 |
| 2.1.1 振幅 |
| 2.1.2 振动频率 |
| 2.1.3 相位 |
| 2.1.4 转速 |
| 2.1.5 电量参数 |
| 2.1.6 温度 |
| 2.2 时频分析方法研究 |
| 2.2.1 傅里叶变换 |
| 2.2.2 小波变换及小波包变换 |
| 2.2.3 经验模态分解方法 |
| 2.2.4 希尔伯特变换 |
| 2.2.5 变分模态分解方法 |
| 2.2.6 局域均值分解方法 |
| 2.3 微弱信号处理方法研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 旋转机械运行安全在线监测系统硬件设计 |
| 3.1 系统硬件整体设计描述 |
| 3.1.1 硬件设计性能指标 |
| 3.1.2 系统硬件构成 |
| 3.2 DSP简介 |
| 3.2.1 DSP选型 |
| 3.2.2 TMS320F28335 简介 |
| 3.3 振动信号处理电路设计 |
| 3.3.1 振动传感器的选择 |
| 3.3.2 振动传感器的安装 |
| 3.3.3 振动信号采样电路设计 |
| 3.3.4 振动信号调理电路设计 |
| 3.4 温度信号处理电路设计 |
| 3.4.1 温度传感器的选择 |
| 3.4.2 温度传感器的安装 |
| 3.4.3 温度采集电路设计 |
| 3.5 其他模块电路设计 |
| 3.5.1 电源模块电路设计 |
| 3.5.2 程序调试电路设计 |
| 3.5.3 数据存储电路设计 |
| 3.5.4 显示模块电路设计 |
| 3.5.5 通讯模块电路设计 |
| 3.6 PCB电路设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 旋转机械运行安全在线监测系统下位机软件开发 |
| 4.1 下位机软件整体框架设计 |
| 4.2 下位机软件初始化程序设计 |
| 4.3 下位机软件数据采集程序设计 |
| 4.4 下位机软件数据处理程序设计 |
| 4.4.1 时域算法处理程序设计 |
| 4.4.2 幅值域算法处理程序设计 |
| 4.4.3 频域算法处理程序设计 |
| 4.5 下位机软件通讯模块设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 旋转机械运行安全在线监测系统上位机软件开发 |
| 5.1 上位软件开发分析 |
| 5.1.1 系统开发思路 |
| 5.1.2 系统开发环境及工具 |
| 5.1.3 上位系统开发原则 |
| 5.1.4 系统整体框架结构 |
| 5.2 上位系统功能模块开发 |
| 5.2.1 开机界面 |
| 5.2.2 用户管理模块 |
| 5.2.3 参数配置模块 |
| 5.2.4 通讯模块 |
| 5.2.5 数据采集模块 |
| 5.2.6 数据查询模块 |
| 5.2.7 时域分析模块 |
| 5.2.8 频域分析模块 |
| 5.2.9 时频分析模块 |
| 5.2.10 微弱信号分析模块 |
| 5.2.11 故障诊断模块 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 旋转机械运行安全在线监测系统的测试 |
| 6.1 下位机功能测试 |
| 6.2 上位机功能测试 |
| 6.2.1 时域分析测试 |
| 6.2.2 频域分析测试 |
| 6.2.3 时频分析测试 |
| 6.2.4 微弱信号分析测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（5）线阵相机光电精度靶故障监测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 故障诊断技术 |
| 1.2.2 光电类仪器故障诊断技术 |
| 1.3 本论文主要研究内容与技术指标 |
| 1.3.1 技术指标 |
| 1.3.2 各章节主要内容 |
| 2 精度靶工作原理与故障监测总体方案设计 |
| 2.1 精度靶组成 |
| 2.2 精度靶测量原理 |
| 2.3 故障监测总体方案 |
| 2.3.1 故障树分析法 |
| 2.3.2 背景光源节点电流监测方案 |
| 2.3.3 触发光幕靶延时时间监测方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 精度靶故障树分析 |
| 3.1 建造精度靶故障树 |
| 3.1.1 故障树建造流程 |
| 3.1.2 定性分析 |
| 3.1.3 定量分析 |
| 3.1.4 精度靶故障树 |
| 3.2 背景光源故障树分析 |
| 3.2.1 背景光源故障树模型 |
| 3.2.2 背景光源故障树定性分析 |
| 3.2.3 背景光源故障树定量分析 |
| 3.3 触发光幕靶故障树分析 |
| 3.3.1 触发光幕靶故障树定性分析 |
| 3.3.2 触发光幕靶故障树定量分析 |
| 3.4 线阵相机故障分析 |
| 3.4.1 相机状态查询 |
| 3.4.2 相机LED灯故障诊断 |
| 3.4.3 相机无图像故障诊断 |
| 3.4.4 相机采集图像质量低故障诊断 |
| 3.4.5 相机接口故障诊断 |
| 3.4.6 相机RS-232串口通信故障诊断 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 故障监测电路设计 |
| 4.1 背景光源节点电流监测电路设计 |
| 4.1.1 测试节点电路 |
| 4.1.2 主控电路 |
| 4.2 背景光源节点电流监测电路程序设计 |
| 4.3 触发光幕靶延时监测电路设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 试验结果与分析 |
| 5.1 背景光源节点电流监测试验 |
| 5.2 触发光幕靶延时监测试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（6）基于DSP的双模定位设备的研发与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 卫星导航发展概况 |
| 1.2 双模卫星导航设备的发展概况 |
| 1.3 开展双模卫星导航设备研发的意义 |
| 1.4 BD导航系统抗干扰技术的发展概况 |
| 1.4.1 BD抗干扰问题 |
| 1.4.2 抗干扰技术的研究概况 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 第2章 定位授时、抗干扰的基本理论及系统方案设计 |
| 2.1 导航定位的基本理论 |
| 2.1.1 导航定位原理简介 |
| 2.1.2 接收机原理简介 |
| 2.1.3 位置信号的解算原理和基础理论 |
| 2.1.4 高精度伪距的获得方法和基础理论 |
| 2.1.5 基于伪码的用户位置定位计算 |
| 2.2 导航设备抗干扰的技术基础 |
| 2.3 方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 天线系统的设计 |
| 3.1 需求分析 |
| 3.2 天线系统的组成和工作原理 |
| 3.2.1 天线系统组成 |
| 3.2.2 天线系统工作原理 |
| 3.2.3 天线系统中各单元的结构 |
| 3.3 天线阵列 |
| 3.3.1 天线阵子的设计 |
| 3.3.2 天线阵列的设计 |
| 3.4 射频组件 |
| 3.5 抗干扰基带处理单元 |
| 3.6 测试情况及数据分析 |
| 3.6.1 天线系统性能的测试 |
| 3.6.2 抗干扰性能的测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 主机基带信号处理模块设计 |
| 4.1 主机基带信号处理方案及工作原理 |
| 4.2 主机基带内的信号处理 |
| 4.2.1 下变频信号处理 |
| 4.2.2 数字信号的处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 电源部分设计及整机测试分析 |
| 5.1 电源部分的设计 |
| 5.2 电源部分测试实验分析 |
| 5.3 设备的工艺设计 |
| 5.4 整机测试分析 |
| 5.4.1 定位精度的测试 |
| 5.4.2 授时精度的测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）面阵激光雷达信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 激光雷达的发展 |
| 1.1.2 面阵激光雷达研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容及结构安排 |
| 2 面阵激光雷达系统设计 |
| 2.1 激光雷达测距方法简介 |
| 2.1.1 相位法 |
| 2.1.2 脉冲法 |
| 2.1.3 相位法和脉冲法测距方式比较分析 |
| 2.2 面阵激光雷达测距原理 |
| 2.2.1 激光雷达距离方程 |
| 2.2.2 面阵激光雷达照明方式和距离方程 |
| 2.3 面阵激光雷达系统 |
| 2.3.1 脉冲激光发射及接收光学系统 |
| 2.3.2 信号接收及处理系统 |
| 2.3.3 时间间隔测量系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 信号处理系统设计 |
| 3.1 信号处理系统总体方案 |
| 3.2 探测器偏置电源模块电路设计 |
| 3.3 微弱信号探测模块电路设计 |
| 3.3.1 跨阻放大电路 |
| 3.3.2 电压放大电路 |
| 3.4 时刻鉴别模块电路设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 时间间隔测量系统设计 |
| 4.1 时间间隔测量系统实现方式 |
| 4.2 计时芯片选型分析及介绍 |
| 4.2.1 计时芯片选型分析 |
| 4.2.2 计时芯片介绍 |
| 4.3 时间间隔测量系统硬件设计 |
| 4.4 时间间隔测量系统软件设计 |
| 4.4.1 STM32初始化程序设计 |
| 4.4.2 芯片测试程序设计 |
| 4.4.3 TDC初始化配置程序设计 |
| 4.4.4 时间测量程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 系统调试及结果分析 |
| 5.1 系统测试环境与平台搭建 |
| 5.2 信号处理系统测试 |
| 5.3 时间间隔测量系统测试 |
| 5.4 误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（8）无线电/声探测模块设计及目标识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 旋翼无人机类别及反制技术 |
| 1.2.2 目标识别及多传感器融合技术 |
| 1.2.3 复合探测体制及国内外现状 |
| 1.3 研究意义及目的 |
| 1.4 论文研究内容和结构 |
| 2 无线电/声探测原理及目标特征分析 |
| 2.1 无线电探测分类 |
| 2.2 无线电探测原理分析 |
| 2.2.1 多普勒效应原理 |
| 2.2.2 系统原理组成 |
| 2.3 旋翼目标微多普勒特征分析 |
| 2.4 声探测原理及目标声特性分析 |
| 2.4.1 声探测原理 |
| 2.4.2 目标声特性分析 |
| 2.5 无线电/声复合探测体制分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 复合探测模块硬件设计及测试 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 无线电收发模块设计及选型 |
| 3.2.1 收发机主要结构 |
| 3.2.2 收发机内部主要电路 |
| 3.2.3 微带贴片天线 |
| 3.2.4 微波开关分类及选型 |
| 3.3 声探测模块设计及选型 |
| 3.4 微多普勒信号处理模块设计 |
| 3.4.1 信号处理电路指标 |
| 3.4.2 电路设计及制作 |
| 3.4.3 测试分析 |
| 3.5 主控模块设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于无线电/声复合体制下目标识别方法研究 |
| 4.1 复合探测目标识别思路 |
| 4.2 单模特征分析及多模复合特征关联信息提取 |
| 4.2.1 无线电特征细化及目标识别 |
| 4.2.2 声特征细化及目标识别 |
| 4.2.3 复合特征提取及目标识别 |
| 4.2.4 目标特征关联及目标识别 |
| 4.3 基于改进型模板匹配的目标识别方法 |
| 4.3.1 传统模板匹配法 |
| 4.3.2 模糊识别理论分析 |
| 4.3.3 改进型模板匹配法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验及结果分析 |
| 5.1 实验室内平台搭建及结果分析 |
| 5.1.1 室内实验方案组成 |
| 5.1.2 室内实验过程 |
| 5.1.3 室内实验结果分析 |
| 5.2 户外实验搭建及实验过程 |
| 5.2.1 户外实验方案组成 |
| 5.2.2 户外实验过程 |
| 5.3 户外实验结果分析 |
| 5.3.1 对自组装式旋翼无人机探测结果分析 |
| 5.3.2 对大疆MAVIC2四旋翼航拍器探测结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 多组四旋翼无人机探测数据汇总表 |
| 附录2 改进型模板匹配法贴合度汇总表 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（9）基于FPGA的生物测量仪弱相干信号处理模块设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 眼球测量技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 干涉信号处理技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 生物测量仪系统总体方案设计 |
| 2.1 光纤弱相干干涉测量原理 |
| 2.2 系统总体方案设计 |
| 2.2.1 测量系统的工作原理 |
| 2.2.2 生物测量仪系统的组成及功能 |
| 2.3 关键器件选型 |
| 2.3.1 光源选型 |
| 2.3.2 光电探测器的选型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光源驱动模块及信号处理模块硬件设计 |
| 3.1 硬件电路总体框架 |
| 3.2 光源驱动模块设计 |
| 3.2.1 SLD特性分析 |
| 3.2.2 温度控制电路设计 |
| 3.3 信号检测电路设计 |
| 3.3.1 信号检测电路噪声分析 |
| 3.3.2 光电检测电路带宽分析 |
| 3.3.3 平衡光电探测器 |
| 3.3.4 全差分平衡光电检测电路设计 |
| 3.4 A/D信号采集模块设计 |
| 3.5 FPGA主控设计 |
| 3.5.1 FPGA芯片选择 |
| 3.5.2 FPGA最小系统硬件电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 弱相干干涉信号处理及FPGA功能模块设计 |
| 4.1 小波变换理论 |
| 4.1.1 连续小波变换 |
| 4.1.2 离散小波变换 |
| 4.1.3 小波变换在弱相干信号处理中的优势 |
| 4.2 弱相干干涉信号的小波去噪 |
| 4.2.1 干涉信号的噪声来源 |
| 4.2.2 小波阈值去噪算法原理 |
| 4.2.3 阈值函数的确定 |
| 4.2.4 小波基函数的选择 |
| 4.3 小波阈值去噪算法的FPGA实现 |
| 4.3.1 小波分解与重构模块 |
| 4.3.2 阈值去噪模块 |
| 4.4 AD9226 控制模块设计 |
| 4.5 FIFO数据存储器设计 |
| 4.6 UART串行通信模块设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 信号处理模块性能仿真及实验 |
| 5.1 信号检测电路性能仿真 |
| 5.2 信号处理模块实验测试 |
| 5.3 上位机结果显示 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（10）调频连续波激光测距系统的仿真与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题的研究背景与意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| §1.2.1 激光测距的研究现状 |
| §1.2.2 FMCW激光测距技术国内研究现状 |
| §1.2.3 FMCW激光测距技术国外研究现状 |
| §1.3 信号处理算法的研究现状 |
| §1.4 本文主要研究内容与安排 |
| 第二章 FMCW激光测距系统设计原理 |
| §2.1 FMCW测距技术简介 |
| §2.2 两种波形调制原理 |
| §2.2.1 锯齿波调频测距原理 |
| §2.2.2 三角波调频测距原理 |
| §2.3 基于模型的设计(MBD)方法 |
| §2.3.1 MBD方法的理论原理 |
| §2.3.2 MBD方法的步骤 |
| §2.4 数字信号处理芯片的选择与依据 |
| §2.4.1 信号处理核心板的选择 |
| §2.4.2 DSP芯片的选型依据 |
| §2.5 高斯白噪声理论 |
| §2.6 信号处理算法原理 |
| §2.6.1 信号滤波原理 |
| §2.6.2 FFT算法原理 |
| §2.6.3 基于Chirp-Z变换频谱细化法的原理 |
| §2.7 本章小结 |
| 第三章 FMCW激光测距仿真系统的设计与实现 |
| §3.1 仿真系统及设计思路 |
| §3.2 信号发射部分设计与实现 |
| §3.2.1 信号发射部分的设计 |
| §3.2.2 信号发射部分的实现 |
| §3.3 仿真系统信号接收部分设计与实现 |
| §3.3.1 回波信号的设计与实现 |
| §3.3.2 信号接收部分的设计与实现 |
| §3.4 信号处理部分的设计与实现 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 FMCW激光测距硬件系统的设计与实现 |
| §4.1 硬件系统的设计方案 |
| §4.2 硬件系统的设计组成 |
| §4.2.1 DSP TMS320F28335 数字信号处理器 |
| §4.2.2 光路传输系统 |
| §4.2.3 光电接收模块 |
| §4.3 FMCW激光测距硬件系统的实现 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 FMCW激光测距系统的验证设计与分析 |
| §5.1 仿真系统的验证设计与分析 |
| §5.1.1 仿真系统测试设计 |
| §5.1.2 仿真系统测试数据与分析 |
| §5.2 硬件系统的验证设计与分析 |
| §5.2.1 硬件系统的功能性测试 |
| §5.2.2 硬件系统距离测试的设计 |
| §5.2.3 硬件系统测试数据与分析 |
| §5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| §6.1 结论 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
四、信号处理、分析与设计（论文参考文献）
- [1]海洋声学层析成像数据库与可视化软件系统设计[D]. 董晨语. 浙江大学, 2021(01)
- [2]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]听觉感知用于电动扳手零件缺损检测的方法研究[D]. 景亚鹏. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [4]旋转机械运行安全在线监测系统的研究与开发[D]. 张树涛. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]线阵相机光电精度靶故障监测技术研究[D]. 李敬. 西安工业大学, 2021(02)
- [6]基于DSP的双模定位设备的研发与设计[D]. 张彧. 扬州大学, 2021(08)
- [7]面阵激光雷达信号处理技术研究[D]. 司可. 西安工业大学, 2021(02)
- [8]无线电/声探测模块设计及目标识别方法研究[D]. 邢博. 西安工业大学, 2021(02)
- [9]基于FPGA的生物测量仪弱相干信号处理模块设计[D]. 王睿智. 长春理工大学, 2021(02)
- [10]调频连续波激光测距系统的仿真与实现[D]. 苏云赫. 桂林电子科技大学, 2021(02)