一种扫频反射系数调试的实现方法

一种扫频反射系数调试的实现方法

一、扫频反射系数调试的一种实现方法(论文文献综述)

龚锐[1](2021)在《基于OFDR的分布式光纤传感若干关键技术研究》文中指出随着5G物联网时代的到来,物联网正逐渐深入日常生活的各个方面,各行业对万物互联的需求也日益增加。作为物联网技术感知层的重要组成部分,传感器受到了广泛的研究和关注。光频域反射技术(OFDR)作为一种重要的分布式光纤传感技术,因其所具有的高空间分辨率、高信噪比、高灵敏度等优势,近年来受到越来越多关注,并在航空航天、精密仪器、医学、大型建筑等领域拥有广泛的应用。当前国内外的OFDR相关研究中,大多都采用了基于电脑端软件信号处理的方案,这种处理方法虽然便于实验调试,但因电脑端软件串行处理等因素大大影响处理速度,导致OFDR传感时间一般在分钟级别,无法满足OFDR技术的高速化需求。本论文针对OFDR高速化传感需求,设计了高速化OFDR信号处理方案,基于实验室当前已有的基于FPGA开发板所搭建的高速OFDR系统,设计并试验验证了 OFDR高速高空间分辨率应变传感、二维实时形状传感的实验方案,验证了所设计高速化OFDR信号处理方案的有效性。论文主要内容如下:1.针对OFDR高速化传感的需求,推导并得出了可调谐光源参数和OFDR系统各项指标之间的关系模型,设计了高速OFDR系统的光源连续扫频方案,包括光源扫频参数、工作模式设置等,并试验验证了该连续扫频方案的可行性。2.设计了基于“应变-曲率”参数映射模型和切角递推形状恢复算法的高速OFDR二维形状传感方案,并分别在MATLAB和LAB VIEW两个处理平台上实现了切角递推算法的形状重建过程。经试验验证,所设计的二维形状传感方案,能够测量到的物体最大形变曲率为10m-1,且最高传感速率可达16Hz,并在LABVIEW软件界面上实现了实时形状变化显示,验证了该二维形状传感方案的可行性。3.针对OFDR系统对高速率、高空间分辨率、长距离的传感需求,设计了高速实时应变参量传感、微小零件高分辨率应变传感、长距离应变传感的实验方案,并进行了试验验证。实验结果表明,本系统在5m的传感距离下整体传感时间不超过50ms,微小零件的高分辨率传感精度可达5mm,最长传感距离可达50m,验证了所设计实验方案的有效性。

林柏茂[2](2021)在《基于反射系数的无线无源LC传感器信号提取研究》文中研究指明无线无源LC传感器因为结构简单,成本低廉,因此可以广泛用于农业,医疗,航空航天等领域。国内外对无线无源LC传感器进行了大量研究,但是对于无线无源LC传感器的信号进行提取一直是非常困难的。目前对无线无源LC传感器进行信号提取的方法主要有阻抗实部最大法、相位倾角法、对阻抗虚部进行傅里叶变换法、以及测量S11参数(反射系数)法。本文对常见的几种信号提取方法进行了介绍,为无线无源LC传感器的测量提供了参考。在测量无线无源LC传感器的时候,通过画出电路的等效电路图后计算读出线圈处的等效输入阻抗,对输入阻抗的零极点进行分析可以得到传感器的谐振频率和阻抗实部最大值点和相位倾角点的关系,选择便于测量的谐振频率点进行测试即可。基于S11参数测量理论,本论文设计了一个便携的无线无源LC传感器测量系统。一般在测量传感器的S11参数的时候使用的是矢量网络分析仪,但是由于矢量网络分析仪价格昂贵且体积庞大不易于实际测量。因此本文旨在设计一台能代替矢量网络分析仪的便携式测量设备。本文采用AD9910作为扫频源,AD8302测量反射系数,STM32单片机作为主控芯片设计了一个具有高精度,成本低的传感器测量系统。同时设计了一套上位机软件,上位机软件是使用Lab VIEW语言基于状态机进行设计的。通过串口通信将电路测量得到的原始数据发送到上位机,最终结果经过一系列处理后通过曲线或者文字的方式展现出来。本文还提出了一种无线无源多参数LC传感器的解耦方法,并设计了一个无线无源LC温度-压力双参数传感器对该方法进行了验证,结果表明该方法可以广泛的应用于多参数LC传感器的解耦中。目前对于多参数LC传感器的解耦都是先确定一个参数,随后将该参数代入新的方程计算其它的参数。本文提出的方法考虑了温度和压力的相互干扰,因此更具有通用性。通过设计了一个温度压力复合测量系统对该方法进行验证,结果表明,在25℃和1000℃时,通过该方法解耦得到温度和实际温度之间的最大绝对差分别仅为2.12℃和20.99℃。从25℃到300℃,温度和压力解耦后的平均相对误差分别仅为2.89%,4.07%。300℃至1000℃范围内温度和压力解耦后的平均相对误差分别仅为1.25%和4.74%。该方法同样可以拓展到三参数或者更多参数的传感器的解耦中。

惠蕙[3](2021)在《基于SDR的超短波无线信道模拟器的研究与设计》文中研究表明随着无线通信技术的发展以及超短波通信技术的日益成熟,超短波无线通信已经成为现代无线通信的一种重要通信方式。本论文基于对超短波无线通信技术研究现状的深入了解,进行了对超短波无线信道传输特性的理论研究以及仿真验证,设计了在SDR平台上实现超短波无线信道模拟器的方案,完成了信道干扰模块的搭建,并在软件无线电平台上进行调试,最后搭建信道模拟器的测试环境,对模拟器的性能进行测试。具体工作如下:(1)本论文以超短波无线信道模拟器的市场需求为基础,介绍了本次研究设计的背景及意义和市场现有的产品现状,相较现有信道模拟器,本论文采用系统可重构、软件可升级的软件无线电平台作为核心硬件并对信道模拟器添加人为干扰模块,实现模拟器后期的可优化性以及高普适性。(2)本论文选取了单频干扰、扫频干扰、梳状干扰以及白噪声干扰作为人为干扰模块的干扰类型,分析了超短波无线通信的信道传输特性原理以及四种人为干扰的实现原理,并对这些理论进行了仿真验证;分析对比了经典的超短波信道模型,选用ITM模型加权小尺度衰落模型作为超短波无线信道模拟器中环境干扰模块的主模型。(3)根据软件工作流程的设计以及各模块算法实现的需求,给出了硬件资源优化方案,提出了一种对FIFO IP核实现多径时延的改进方法,搭建级联结构,引入多径衰落因子,减少RAM资源的使用并使多径衰落的算法结构更加稳定。结合模拟器设计需求,在大尺度衰落中提出了一种单路工作模式的方案,将衰减值划分三部分进行处理,降低射频板卡的工作量,稳定板卡的发射输出功率。通过对高斯白噪声干扰模块的设计,提出了滤波器系数重载的方法,使用固定阶数的滤波器模型,通过重载不同的滤波器系数集实现不同带宽的滤波器,实现较好的覆盖目标频谱范围,减少了逻辑资源使用量。(4)基于模拟器设计方案完成了模拟器平台的构建,并完成了上位机界面的设计与搭建,设计了系统硬件的验证方案,并搭建测试平台,首先在FPGA中对算法进行时序控制正确性的验证,而后在硬件上对模拟信号进行干扰仿真验证,完成了模拟器的测试方案,通过对仿真验证结果的分析,证明了模拟器系统的可行性。

梁昌硕[4](2021)在《OFDR传感系统相位噪声抑制方法研究》文中研究表明随着我国智能化与自动化水平的提高与精密制造业的长足发展,传感检测技术在众多高精度制造与测试领域逐步展现出举足轻重的作用。光纤传感技术以其较低的成本与较高的应用灵活性和安全性,在高精度制造与测试领域受到广泛应用。其中,基于准分布式传感的光纤光栅传感系统具有较高的精度,但单点检测的特性限制了其空间分辨率;基于自发布里渊散射分析的BOTDR传感系统可实现长距离的连续传感,但空间分辨率多限制在米级;基于受激布里渊散射分析的BOTDA传感系统具有更高的空间分辨率,但双端信号注入的特性限制了其应用。而基于瑞利散射频域分析的OFDR传感系统则能在短距离内实现高空间分辨率与实时性的测量,且单端信号注入的特性使其具有更高的工程适用性。OFDR系统的正常运作高度依赖作为光源的可调谐激光器,而可调谐激光器存在的非线性调谐与相位噪声现象会显着影响OFDR系统的传感精度与空间分辨率。对此类问题的解决,可有效增强OFDR系统在高精度传感场景下的适用性,对提升OFDR系统性能具有重要意义。因此,本文由以下步骤对OFDR系统的非线性调谐与相位噪声问题的解决展开研究:(1)对OFDR系统的应变与温度传感机理展开研究,分析应变与温度对光纤瑞利散射参数的影响和基于光外差探测技术的传感理论,并对激光器非线性调谐与相位噪声现象的产生机理、造成影响和解决方法进行分析;同时,也对广泛出现在相干探测系统中的偏振衰落现象及其解决方法进行分析。(2)对OFDR系统空间分辨率和有效测量距离的影响因素展开研究,并基于研究结果进行OFDR硬件系统的器件选型与光路设计;构建基于非线性调谐与相位噪声软件补偿的信号处理算法和基于光外差探测技术的信号解调算法。(3)搭建OFDR应变传感实验硬件与软件系统并展开应变定位传感实验,分别分析系统主干涉仪和辅助干涉仪信号,并验证基于插值重采样算法的非线性调谐与相位噪声补偿方案有效性;展开应变定位传感实验,对不同应变条件下的OFDR系统信号进行分析,验证OFDR系统应变定位测量的可行性;并通过调整解调算法参数实现解调效果最优化,最终在6 m待测光纤上实现了316 mm空间分辨率的应变定位传感。

郑轩[5](2021)在《斜坡辅助型BOTDR检测仪研究》文中提出随着分布式光纤传感技术的不断成熟,多元化的性能需求逐步成为了研究的重点。传统的布里渊光时域反射技术(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,BOTDR)通常应用于大型结构建筑、长距离管道以及电力线路的结构健康监测中。但随着工程应用研究的深入,分布式短距离高精度的实时应变/温度监测也成为了研究的热点。传统快速型BOTDR通常采用快速时频分析法,一般是FFT法。但由于该方案运算数据量庞大,实现实时测量的成本较为高昂。本文通过借鉴布里渊光时域分析技术中较为成熟斜坡辅助法,成功实现了BOTDR的实时测量,并对该方案进行了一些优化及深入研究:(1)本文首先分析了布里渊散射信号的传感机理,分析对比了传统扫频型BOTDR和短时傅里叶变换型BOTDR,并归纳出了解调速度制约因素,理论分析了斜坡辅助型BOTDR(SA-BOTDR)的可行性与优势,并设计了SA-BOTDR的探测结构和系统总体。(2)通过需求分析,设计了SA-BOTDR的软件总体;分析了测量处理步骤,分别研究了标定时布里渊增益谱的提取算法和斜坡辅助多次测量时的工作频率点选取和信号解调处理算法;最终通过微软基础类库(Microsoft Foundation Classes,简称MFC)完成了软件各模块的具体设计与开发。(3)通过之前设计的系统结构,对各器件进行选型,并最终搭建了SA-BOTDR系统,并设计了测量方案,通过初步实验确定了该方案与理论研究的目标基本符合,证明了斜坡辅助法对解调速度提升的显着作用。(4)通过对初步实验的结果进行分析,发现了数据采集带宽较大、信噪比差的问题,通过对SA-BOTDR的信号特征进行分析,设计了基于多级放大的功率检测方案,在成功降低采集带宽的同时,提升了信噪比,并通过理论研究与实验分析进一步优化了SABOTDR系统的性能,最终完成了测量范围、测量精度、空间分辨率和测量速度的分析,全方位的评估了SA-BOTDR的性能。

王澈[6](2021)在《基于PXIe总线的射频信号综合测试模块设计》文中提出随着电子行业飞速的发展,电子行业对电子测量仪器的要求越来越高,电子测量仪器朝着测量速度快、测量精度高的方向不断发展着。为了满足不断提升的指标,测量仪器往往功能单一、体积庞大,不能适用于多样复杂的测试需求。可能需要多台仪器的配合使用,才能实现一套系统的完整测试,测试环境搭建非常麻烦。本文以市面上常见的电子测量仪器为基础,结合测试环境分析功能需求,本着小体积、低功耗、多功能的思路设计了功能可重构、硬件可组态的射频信号综合测试模块。该模块同时具备射频信号的接收及频谱分析功能、射频信号的生成及发射功能和网络参数分析三种功能。这三种功能互相关联,可以搭配使用也可以独立工作,使测试过程更加便捷、快速、全面。整个模块的硬件可拆卸重组,根据需求重新组装,便于携带、便于维修,大大提升了测试仪器应用的范围。本文主要的研究内容包括:1、在基于高度集成化和功耗最低化的基础上设计了射频信号综合测试模块的总体方案架构。2、研究射频信号接收、发射,以及网络参数分析三种功能模块的实现方案,并针对这三种功能分别设计硬件电路。3、设计基于AD9361单芯片零中频收发模块的硬件电路,并根据实际应用环境搭建外围电路;设计基于AD9361的增益控制系统,并根据硬件总体方案完成系统电源模块设计。4、分析三种不同功能的需求,分别对频谱分析仪、射频信号发生器、矢量网络分析仪三个模块进行数字逻辑模块的设计。通过对以上内容的研究,本文设计了具备射频信号接收处理功能、射频信号发射功能、网络参数分析三种功能的综合测试模块。该模块能发射100MHz~3GHz的射频信号,可以代替简易的信号源使用;该模块也能对100MHz~3GHz的信号做频谱分析,代替简易的频谱分析仪使用;该模块还能对被测件在100MHz~3GHz频段内进行网络参数分析,能够发挥简易的矢量网络分析仪的作用。

诸葛燕萍[7](2021)在《FMCW雷达收发前端研究与设计》文中进行了进一步梳理现今,随着雷达技术的发展和研究的日益进步,雷达对目标的探测能力日渐成为工业领域、军事应用、汽车应用等各个领域不可或缺的技术。雷达测距是雷达的基本性能之一,其通过接收照射目标反射回来的回波能量完成测距的任务。调频法测距技术可以运用于连续波雷达中,调频连续波(FMCW:Frequency Modulated Continuous Wave)雷达通过向物体发射周期性的高频线性频率斜坡来测量距离,具有调制带宽大、测距精度高、低截获概率等特点。正是依靠上述优势,FMCW雷达常被喻为未来的雷达,故本课题主要针对FMCW雷达收发前端进行了研究与设计。本课题的发射端在利用锁相芯片LMX2595产生12GHz~13GHz调频连续波信号的基础上进行二倍频得到工作频段为24GHz~26GHz的调频连续波发射信号,调制带宽达2GHz,扫频周期为4ms,能够实现的测量距离为10m。对于接收端采用功率放大和级联两片可编程滤波器的电路处理方式对接收端的微弱信号进行功率放大、有效滤波以及信号增益控制。本课题的主要优势在于研制的调频连续波测距方案在简单的基础上又可以保证一定的频率稳定度和得到调制带宽大的发射信号,测量距离的准确度在一定的程度上可以得到改善。本课题涵盖的主要研究内容有:(1)对FMCW雷达的基本工作原理进行理论分析,选取三角波作为雷达的调频连续波发射信号,对调频连续波雷达系统的工作频段、扫频周期、发射功率进行理论推理。(2)各级模块电路设计,主要内容有:调频信号发生电路、倍频电路、接收中频信号放大电路、中频信号滤波增益控制电路、芯片供电电路。(3)实现程序的编程和调试,主要内容:单片机与锁相芯片LMX2595进行串行外围设备接口协议(SPI:Serial Peripheral interface)通信生成三角波发生程序的实现、中频滤波电路截止频率增益控制程序实现。(4)调频连续波雷达收发前端实物加工与测试,完成调频连续波雷达射频收发前端的整体性能测试和分析。

欧阳修筑[8](2021)在《基于弱光栅阵列传感的长距离测温系统研究》文中研究指明长距离的温度监测在工程实际场景中有着广泛的用途,在输气管线泄漏监测、高压输电线路以及电缆廊道等大范围、长距离场景中都需要对温度进行准确、快速且高空间密度的测量监控。近年来,在光纤传感领域,基于拉曼散射的分布式温度测量系统、基于布里渊散射的光时域分析仪以及基于光纤光栅的温度测量系统已经大量投入了实际使用,这些产品在传感距离上实现突破时往往很难兼顾测量精度和响应时间等其他指标,或者精度高响应快但是传感距离太短。光栅阵列传感技术是全新的光纤光栅传感技术,这种技术使光栅传感器复用数目得以大幅度增加,同时还保留了光栅测温高精度、快响应的优点。本文正是基于光栅阵列技术,面向大范围、长距离应用场景设计了一套光栅阵列温度解调系统,完成了包括系统设计和系统性能测试等工作。本文的研究内容和主要工作如下:(1)论述了长距离温度传感的应用场景和实用性,随后对光纤传感领域几种主流的温度测量技术进行了描述。接下来对光栅阵列传感技术用于温度测量进行了介绍。(2)从光纤光栅实现温度解调传感的原理出发,推导了光栅波长与温度变化的关系,介绍了常用的光纤光栅解调方法。随后对光栅传感阵列的指标、制备和特点等做了详细的说明,并对基于光栅阵列技术实现温度测量的系统方案做了描述,包括系统的结构、组成和解调过程等。(3)基于光栅阵列温度测量技术,分析了突破传感距离的关键要素,重点对损耗问题进行了计算分析。随后对拉曼放大器的原理进行了描述,并将其引入了面向长距离温度传感的光路结构中,相应设计了整体的测温系统结构,对主要器件进行了优化。(4)对基于光栅阵列的长距离温度测量系统进行了调试,对其温度解调的算法以及软件做了介绍。完成了系统性能实验,并提出了优化测量效果的方案,实现了在60km传感距离处温度测量精度1℃,系统对温度变化响应时间10s以及系统空间分辨率为1m等性能指标。

唐玉秀[9](2020)在《LFMCW雷达回波模拟关键技术研究》文中进行了进一步梳理线性调频连续波(LFMCW)雷达具有结构简单、无距离盲区和高测距精度等优势,在战场侦察、汽车防撞等场景被广泛应用。雷达回波模拟技术不仅可以提高雷达调试效率、缩短研制周期,还能控制研制成本、降低开发风险,对雷达系统的研发和测试具有重要意义。本论文主要研究LFMCW雷达的回波模拟关键技术,重点对三角波和锯齿波模式下的回波信号模拟进行了研究,并基于Simulink和GUI搭建了仿真系统进行验证。主要进行了以下工作:1、对LFMCW雷达回波模拟的基本原理进行概述,分析了LFMCW雷达的信号形式,并建立了相应的射频模拟回波信号模型和视频模拟回波信号模型,研究了影响LFMCW雷达回波模拟性能的因素,包括距离分辨率、速度分辨率、最大测速测距范围。2、提出了三角波模式和锯齿波模式下LFMCW雷达回波的模拟方法,并进行射频模拟回波架构和视频模拟回波架构的仿真分析,包括雷达单目标、雷达多目标、雷达静止目标和雷达运动目标的模拟回波。3、介绍了本系统中处理视频回波信号流程的关键算法,包括下抽样、MTI、多目标匹配和2D-FFT算法,并对多目标匹配算法和2D-FFT算法进行了对比分析。4、对LFMCW雷达回波模拟验证系统的原理结构、相关参数进行研究与设计,并基于Simulink和GUI进行实现,结果验证了所提出模拟方法的正确性。

刘逸峰[10](2020)在《BOTDA双边带信号源设计与实现》文中指出随着世界经济的不断发展,传感器在生产生活中的重要性日益彰显,光纤传感器因其高灵敏度、抗电磁干扰等优良特性而应用广泛。BOTDA技术是光纤传感领域中的一大研究热点,该系统中用于产生扫频信号光的双边带信号源对系统的整体性能至关重要。论文结合BOTDA系统需求,完成了双边带光信号源控制系统的部分软件设计工作,具体研究成果如下:1、结合主控芯片和射频芯片完成了微波源模块,主控芯片通过SPI协议和射频芯片建立通信,通过流程化配置相关寄存器来完成初始化、VCO校准等操作,进而实现锁相、扫频等功能,射频芯片生成的信号在经过两级滤波放大电路后转化为所需的射频调制信号。2、通过主控芯片部分功能模块和辅助电路完成了偏压控制模块,同时完成了该模块中谐波计算的仿真验证。在这一模块中,针对温度、电流等外界环境因素对系统中铌酸锂调制器偏置点造成的零点漂移,论文采用低频抖动信号控制法。调制器输入端被持续引入低频抖动信号,同时主控芯片对调制器输出的谐波成分进行AD采集并结合DFT算法进行计算,根据计算结果和调控策略来调节输入偏压,从而实现了对调制器工作状态的实时监控和即时调整,这一闭环反馈控制机制使得调制器输出信号始终保持在载波抑制的状态。3、基于I2C协议完成了用于板间信息交互的通信模块,主控板在发出指令后,软件体系中的接收线程在对指令进行解码校验后发出相应信号量来开启不同的功能线程,进而实现具体功能。该模块中的网管协议在具体指令和编码间建立映射关系,大大提高了系统效率。4、针对BOTDA等光纤传感系统中光纤外附材料所造成的对温度变化的响应延迟,论文选用G.652裸纤和外附保护层的同型号光纤进行研究,通过ROTDR(拉曼光时域反射技术)快速测量系统并结合反斯托克斯光解调方法实现传感测温,同时将测温仪的实时测量温度作为参考,研究了在不同的温度变化下裸纤和带保护层光纤对应的系统响应时间,直观展示了光纤外附层对光纤传感测温系统造成的响应时延。

二、扫频反射系数调试的一种实现方法(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、扫频反射系数调试的一种实现方法(论文提纲范文)

(1)基于OFDR的分布式光纤传感若干关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光纤传感技术概述
    1.3 瑞利散射型分布式光纤传感技术
        1.3.1 基于瑞利散射的光时域反射技术
        1.3.2 基于瑞利散射的光频域反射技术
    1.4 OFDR技术研究及发展现状
    1.5 研究内容和结构
第二章 高速OFDR系统原理研究及信号处理方案设计
    2.1 OFDR系统原理研究
        2.1.1 光频域反射仪的拍频干涉原理
        2.1.2 OFDR系统应变温度传感原理
    2.2 光源非线性调谐效应及补偿方法
        2.2.1 光源的非线性调谐效应
        2.2.2 基于硬件的光源非线性补偿方法
    2.3 高速OFDR系统关键参数分析
        2.3.1 光源参数分析
        2.3.2 系统传感时间
    2.4 OFDR数据处理算法概述
        2.4.1 OFDR参量传感整体算法
        2.4.2 互相关处理算法
    2.5 OFDR二维形状传感算法原理
        2.5.1 应变—曲率参数映射模型
        2.5.2 切角递推形状恢复算法
    2.6 本章小结
第三章 OFDR系统整体设计及搭建
    3.1 高速OFDR系统整体结构设计
    3.2 OFDR光路系统器件选型介绍
        3.2.1 激光器的选型
        3.2.2 光电探测器的选型
    3.3 OFDR光路系统的搭建与调试
        3.3.1 辅助干涉仪的搭建
        3.3.2 主干涉仪的搭建
        3.3.3 光路系统调试
    3.4 FPGA数据采集及处理平台选型介绍
        3.4.1 数据采集卡的选型与分析
        3.4.2 FPGA评估板的选型
    3.5 FPGA数据采集及处理平台的搭建
        3.5.1 连续采集的逻辑
        3.5.2 FPGA数据采集及处理系统的整体结构
    3.6 本章小结
第四章 OFDR系统实验设计及验证
    4.1 OFDR应变传感实验
        4.1.1 高速实时应变传感实验
        4.1.2 50米长距离应变传感实验
        4.1.3 高空间分辨率微小零件应变传感实验
    4.2 OFDR二维形状传感实验
        4.2.1 静态二维形状传感实验
        4.2.2 动态高速二维形状传感实验
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
缩略词索引
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

(2)基于反射系数的无线无源LC传感器信号提取研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 无线无源LC信号提取国外研究现状
        1.3.2 无线无源LC信号提取国内研究现状
    1.4 论文主要研究内容
    1.5 论文创新点
2 LC传感器的信号读出相关原理
    2.1 概述
    2.2 散射参数概念
    2.3 无线无源LC传感器读出原理
        2.3.1 S11 参数测量法
        2.3.2 阻抗实部最大法
        2.3.3 相位倾角法
        2.3.4 传输线效应
    2.4 本章小结
3 传感器读出系统的设计
    3.1 概述
    3.2 传感器测试系统硬件设计
        3.2.1 传感器测试系统方案设计
        3.2.2 扫频源的设计
        3.2.3 幅相检测模块的设计
    3.3 传感器测试系统程序设计
    3.4 本章小结
4 传感器读出系统的调试
    4.1 概述
    4.2 DDS电路模块调试
    4.3 传感器测量系统的上位机软件设计及调试
    4.4 传感器读出电路的测试
    4.5 本章小结
5 多参数传感器的解耦及温压复合测量系统
    5.1 概述
    5.2 双参数LC传感器解耦方法
    5.3 温度压力复合测量系统
        5.3.1 温度压力复合测量系统设计
        5.3.2 温度压力测量结果
        5.3.3 温度压力解耦
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(3)基于SDR的超短波无线信道模拟器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 超短波无线信道传输特性及模拟器研究现状
        1.2.1 超短波无线信道传输特性研究现状
        1.2.2 超短波无线信道模拟器研究现状
    1.3 文章结构安排
第二章 超短波无线信道传输特性研究
    2.1 环境干扰传输特性理论
        2.1.1 多径传播特性
        2.1.2 多普勒频移特性
        2.1.3 多普勒频扩特性
        2.1.4 大尺度衰落特性
    2.2 人为干扰特性理论及仿真验证
        2.2.1 单频干扰特性及仿真
        2.2.2 扫频干扰特性及仿真
        2.2.3 梳状干扰特性及仿真
        2.2.4 白噪声干扰特性及仿真
    2.3 超短波无线信道环境传输模型
    2.4 超短波无线信道环境传输特性仿真验证
        2.4.1 多径传输特性仿真验证
        2.4.2 多普勒频移特性仿真验证
        2.4.3 多普勒频扩特性仿真验证
        2.4.4 大尺度衰落特性仿真验证
    2.5 本章小结
第三章 超短波无线信道模拟器硬件设计
    3.1 硬件平台设计
    3.2 硬件模块
        3.2.1 主控板模块
        3.2.2 FPGA模块逻辑结构
        3.2.3 ADC/DAC模块
    3.3 软件信号处理工作流程设计
    3.4 信道模拟算法资源分配
    3.5 本章小结
第四章 超短波无线信道模拟器软件设计
    4.1 软件设计整体方案
    4.2 环境干扰模块设计
        4.2.1 多径时延特性的设计
        4.2.2 多普勒频移、频扩特性的设计
        4.2.3 大尺度衰落特性的设计
    4.3 人为干扰模块设计
        4.3.1 单频干扰特性的设计
        4.3.2 扫频干扰特性的设计
        4.3.3 梳状干扰特性的设计
        4.3.4 白噪声干扰特性的设计
    4.4 本章小结
第五章 超短波无线信道模拟器测试验证
    5.1 上位机工作流程
    5.2 测试环境
    5.3 环境干扰测试
        5.3.1 多径传播特性的测试
        5.3.2 多普勒频移特性的测试
        5.3.3 多普勒频扩特性的测试
        5.3.4 大尺度特性的测试
    5.4 人为干扰测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(4)OFDR传感系统相位噪声抑制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光纤传感技术概述及分类
        1.2.2 OFDR传感技术及其性能提升研究现状
    1.3 课题主要研究内容及工作安排
第二章 OFDR分布式传感系统原理研究
    2.1 OFDR分布式传感系统原理研究
        2.1.1 光纤散射机理
        2.1.2 光纤瑞利散射与应变、温度的关系
        2.1.3 光外差探测技术原理
        2.1.4 基于光外差探测的传感理论
    2.2 OFDR系统主要性能制约因素分析
        2.2.1 OFDR系统中的激光器非线性调谐现象及其影响
        2.2.2 OFDR系统的相位噪声现象及其影响
        2.2.3 OFDR系统的偏振衰落现象及其影响
    2.3 OFDR系统主要性能提升方法
        2.3.1 非线性调谐与相位噪声的硬件补偿法
        2.3.2 非线性调谐与相位噪声的软件补偿法
        2.3.3 偏振衰落的抑制方法
    2.4 本章小结
第三章 OFDR传感硬件系统搭建及数据处理算法设计
    3.1 OFDR系统参数对系统性能的影响
        3.1.1 空间分辨率的影响因素
        3.1.2 有效测量距离的影响因素
    3.2 OFDR分布式应变传感系统设计
        3.2.1 OFDR系统光路设计
        3.2.2 系统关键器件选型分析
    3.3 基于重采样软件补偿法的OFDR数据处理与解调算法设计
        3.3.1 基于辅干涉信号希尔伯特变换的重采样点定位算法设计
        3.3.2 基于分段三次插值的重采样算法设计
        3.3.3 基于互相关和滑动窗函数的OFDR系统信号解调算法设计
    3.4 本章小结
第四章 OFDR分布式传感系统实验研究
    4.1 OFDR分布式传感系统搭建与调试
        4.1.1 辅助干涉仪的搭建与调试
        4.1.2 主干涉系统的搭建与调试
        4.1.3 偏振分集接收系统的搭建与调试
        4.1.4 非线性调谐与相位噪声补偿效果验证
    4.2 OFDR分布式应变传感相关实验
        4.2.1 实验测试方法
        4.2.2 实验系统与参数设置
        4.2.3 应变施加装置
    4.3 OFDR分布式应变传感实验结果分析
        4.3.1 OFDR应变定位传感实验
        4.3.2 OFDR应变定位传感性能评估
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(5)斜坡辅助型BOTDR检测仪研究(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 BOTDR解调方法研究现状
        1.2.1 BOTDR解调性能提升研究现状
        1.2.2 BOTDR解调速度提升研究现状
        1.2.3 斜坡辅助解调方法研究现状
    1.3 课题主要研究内容及工作安排
第2章 基于斜坡辅助的BOTDR解调原理
    2.1 光纤中的布里渊散射
        2.1.1 自发布里渊散射
        2.1.2 受激布里渊散射
    2.2 BOTDR信号快速解调方案性能分析
        2.2.1 基于微波扫频法的传统BOTDR解调方案
        2.2.2 基于STFT的 BOTDR快速解调方案
        2.2.3 BOTDR信号快速解调制约因素
        2.2.4 基于斜坡辅助的BOTDR快速解调方案
    2.3 SA-BOTDR系统设计方案
        2.3.1 探测结构设计
        2.3.2 滤波器对SA-BOTDR系统的影响
        2.3.3 系统总体设计
    2.4 本章小结
第3章 斜坡辅助型BOTDR解调算法与系统控制软件设计
    3.1 SA-BOTDR总体设计
        3.1.1 上位机程序开发环境
        3.1.2 需求分析
        3.1.3 软件总体设计
    3.2 数据处理算法
        3.2.1 布里渊增益谱拟合算法实现
        3.2.2 斜坡辅助解调布里渊频移算法实现
    3.3 SA-BOTDR解调软件具体实现
        3.3.1 硬件控制模块设计
        3.3.2 采集处理模块设计
        3.3.3 数据保存模块设计
        3.3.4 结果显示模块设计
    3.4 本章小结
第4章 测量实验与系统性能分析
    4.1 系统关键器件选型分析
        4.1.1 光源选型分析
        4.1.2 脉冲调制模块选型分析
        4.1.3 其他关键器件选型分析
    4.2 多级放大功率检测方案提升系统性能研究
        4.2.1 SA-BOTDR系统信号特征分析
        4.2.2 基于多级放大功率检测的时域包络实时提取方案
        4.2.3 多级放大功率检测方案性能参数优化
    4.3 系统平台搭建与样机性能测试
        4.3.1 系统平台搭建与测量方案设计
        4.3.2 样机设计与展示
        4.3.3 测量范围实验分析
        4.3.4 测量精度与空间分辨率实验分析
        4.3.5 扫频法、STFT与斜坡辅助法解调速度对比
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(6)基于PXIe总线的射频信号综合测试模块设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外产品现状
        1.2.2 可重构技术国内外研究现状
    1.3 本文的研究意义
    1.4 本论文的主要内容及结构安排
第二章 射频信号综合测试模块总体方案设计
    2.1 总体方案设计
    2.2 收发机架构
        2.2.1 超外差式收发机
        2.2.2 数字中频收发机
        2.2.3 零中频收发机
    2.3 射频信号收发模块方案设计
        2.3.1 芯片选型
        2.3.2 接收通道整体方案设计
        2.3.3 发射通道整体方案设计
    2.4 网络参数分析模块方案设计
    2.5 本章小结
第三章 射频信号综合测试模块硬件电路设计
    3.1 射频信号综合测试模块整体结构设计
    3.2 数字信号处理板实现方案
        3.2.1 PXIe接口硬件电路设计
        3.2.2 FPGA选型
    3.3 射频板实现方案
        3.3.1 AD9361 模块设计
        3.3.2 时钟模块设计
        3.3.3 FMC与FPGA接口实现方案
        3.3.4 外围射频通道设计
    3.4 射频转接板实现方案
    3.5 网络参数测量板实现方案
        3.5.1 激励源功分电路
        3.5.2 开关电路硬件设计
        3.5.3 定向耦合器耦合电路
        3.5.4 信号传输等长电路设计
    3.6 电源模块设计
    3.7 本章小结
第四章 射频信号综合测试模块数字逻辑设计
    4.1 AD9361 相关接口逻辑设计
        4.1.1 SPI控制逻辑设计
    4.2 频谱分析仪数字逻辑设计
        4.2.1 频率分辨率带宽
        4.2.2 分辨率带宽滤波器设计
    4.3 射频信号发生器数字逻辑设计
        4.3.1 DDS主动发送模块设计
        4.3.2 数字调制设计
    4.4 网络参数分析仪逻辑设计
        4.4.1 同步模块设计
    4.5 本章小结
第五章 系统测试与结果分析
    5.1 射频信号发生器功能测试
    5.2 频谱分析仪功能测试
    5.3 矢量网络参数测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(7)FMCW雷达收发前端研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状和发展态势
    1.3 本课题主要内容和工作安排
第二章 FMCW雷达原理与指标分析
    2.1 引言
    2.2 FMCW雷达原理
        2.2.1 FMCW雷达基本结构
        2.2.2 FMCW雷达三角波信号分析
    2.3 FMCW雷达发射端技术参数
        2.3.1 调频线性度
        2.3.2 波形设计和参数计算
        2.3.3 作用距离估计
    2.4 FMCW雷达接收端技术参数
        2.4.1 中频带宽
        2.4.2 噪声系数
        2.4.3 增益
        2.4.4 输出三阶截获点
    2.5 本章小结
第三章 FMCW雷达收发前端研究与设计
    3.1 系统主体方案研制
    3.2 FMCW信号发生器设计
        3.2.1 锁相频率源合成技术PLL
        3.2.2 信号发生器主要性能参数分析
        3.2.3 调频连续波信号发生模块研究与设计
    3.3 发射通道模块设计
        3.3.1 发射通道滤波器的设计
    3.4 FMCW雷达接收通道设计
        3.4.1 接收中频芯片外围电路的设计
    3.5 PCB版图
    3.6 本章小结
第四章 软件实现与实物测试
    4.1 FMCW信号发生器软件实现
    4.2 中频滤波软件实现
    4.3 FMCW雷达收发前端实物与测试
        4.3.1 FMCW雷达收发前端实物
        4.3.2 雷达发射端测试与结果分析
        4.3.3 雷达接收端测试与结果分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望与不足
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(8)基于弱光栅阵列传感的长距离测温系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 光纤传感温度测量国内外研究近况
        1.2.1 常规光纤传感温度测量方法国内外近况
        1.2.2 光栅阵列及光栅阵列测温技术的发展和现状
    1.3 本文主要研究内容
2 光纤光栅基本原理及光栅阵列测温技术
    2.1 光纤光栅传感的基本原理
        2.1.1 光纤光栅原理
        2.1.2 光纤光栅温度传感原理
    2.2 光纤光栅常用解调方法
        2.2.1 非平衡马赫-曾德尔干涉仪检测法
        2.2.2 可调光纤F-P滤波法
        2.2.3 扫描激光器法
    2.3 面向大容量传感网络的光栅阵列
        2.3.1 光栅阵列的几项重要技术指标
        2.3.2 在线制备光栅阵列技术
        2.3.3 光栅阵列的特点及复用技术
    2.4 基于光栅阵列的温度测量技术
        2.4.1 系统整体结构方案
        2.4.2 系统组成
        2.4.3 波长解调过程
    2.5 本章小结
3 长距离光栅阵列温度测量系统设计
    3.1 限制光栅阵列传感距离的关键因素分析
    3.2 拉曼放大器的引入
        3.2.1 拉曼放大器的原理
        3.2.2 分布式光纤拉曼放大器
    3.3 光栅阵列长距离测温系统方案
        3.3.1 光路结构设计
        3.3.2 系统结构方案设计
    3.4 本章小结
4 系统调试及性能测试
    4.1 系统调试与温度解调
        4.1.1 光源出光强度的调试
        4.1.2 EDFA(PA)临界饱和调试
        4.1.3 拉曼放大器泵浦调试
        4.1.4 长距离测温系统温度解调算法
        4.1.5 解调软件简介
    4.2 测温系统性能实验
        4.2.1 长距离温度测量系统性能指标
        4.2.2 关于温度灵敏系数的探究
        4.2.3 系统温度响应性能测试
    4.3 温度测量的优化方案
        4.3.1 双系数温度测量法
        4.3.2 二阶温度-波长拟合法
        4.3.3 其他优化措施
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录1 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文
附录2 主要英文缩写语对照表

(9)LFMCW雷达回波模拟关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 LFMCW雷达的研究现状
        1.2.2 回波模拟技术的研究现状
    1.3 本文主要工作和章节安排
第二章 LFMCW雷达回波模拟的基本原理
    2.1 三角波模式
        2.1.1 信号形式
        2.1.2 射频模拟回波信号模型
        2.1.3 视频模拟回波信号模型
    2.2 锯齿波模式
        2.2.1 信号形式
        2.2.2 射频模拟回波信号模型
        2.2.3 视频模拟回波信号模型
    2.3 影响回波模拟性能的因素
        2.3.1 距离模拟和速度模拟的基本原理
        2.3.2 距离分辨率
        2.3.3 速度分辨率
        2.3.4 最大测距范围
        2.3.5 最大测速范围
    2.4 本章小结
第三章 LFMCW雷达回波模拟方法
    3.1 三角波模式
        3.1.1 射频回波模拟方法
        3.1.2 视频回波模拟方法
        3.1.3 模拟回波仿真分析
    3.2 锯齿波模式
        3.2.1 射频回波模拟方法
        3.2.2 视频回波模拟方法
        3.2.3 模拟回波仿真分析
    3.3 本章小结
第四章 视频回波核心处理算法研究
    4.1 下抽样
    4.2 MTI算法
        4.2.1 数字延时对消器原理
        4.2.2 MTI算法仿真分析
    4.3 多目标配对算法
        4.3.1 基于谱面积的匹配算法
        4.3.2 基于变周期的匹配算法
        4.3.3 基于恒频段的匹配算法
    4.4 2D-FFT算法
    4.5 多目标配对算法与2D-FFT算法对比分析
    4.6 本章小结
第五章 基于SIMULINK和 GUI的系统验证
    5.1 系统方案及参数设计
        5.1.1 系统方案设计
        5.1.2 系统参数设计
    5.2 三角波模式
        5.2.1 射频回波单元的实现
        5.2.2 视频差拍单元的实现
    5.3 锯齿波模式
        5.3.1 射频回波单元的实现
        5.3.2 视频差拍单元的实现
    5.4 多目标验证
        5.4.1 三角波模式
        5.4.2 锯齿波模式
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(10)BOTDA双边带信号源设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 BOTDA技术研究现状
        1.3.2 扫频光源研究现状
    1.4 论文主要研究内容及安排
第二章 BOTDA与铌酸锂调制器理论基础
    2.1 布里渊散射与BOTDA系统
        2.1.1 布里渊散射原理
        2.1.2 BOTDA系统
    2.2 铌酸锂调制器
        2.2.1 铌酸锂晶体
        2.2.2 电光效应
        2.2.3 铌酸锂调制器结构与工作原理
    2.3 零点漂移及解决方案
        2.3.1 零点漂移的产生与影响
        2.3.2 输出光功率检测法
        2.3.3 二次谐波法
        2.3.4 低频抖动信号控制法
    2.4 本章小结
第三章 信号源系统设计方案
    3.1 BOTDA系统架构
    3.2 软硬件开发环境
        3.2.1 Keil开发平台
        3.2.2 FreeRTOS及多线程并发技术
        3.2.3 开发板介绍
    3.3 微波源模块
        3.3.1 相关芯片工作特性
        3.3.2 锁相环原理
        3.3.3 射频信号增益过程
    3.4 偏压控制模块
        3.4.1 调制器工作特性
        3.4.2 输入信号的生成与谐波采集
    3.5 通信模块
    3.6 本章小结
第四章 信号源系统软件设计
    4.1 微波源模块软件设计
        4.1.1 SPI协议
        4.1.2 射频芯片初始参数获取
        4.1.3 压控振荡器校准流程
        4.1.4 锁相环实现流程
        4.1.5 扫频配置方法
    4.2 偏压控制模块软件设计
        4.2.1 功能模块配置与介绍
        4.2.2 偏压调控流程
        4.2.3 谐波计算方法
    4.3 通信模块软件设计
        4.3.1 板间通信协议
        4.3.2 网管协议
        4.3.3 数据校验方法
    4.4 仿真与实验
        4.4.1 射频信号测量
        4.4.2 谐波计算仿真
        4.4.3 调制偏压实时控制
        4.4.4 双边带调制实验
    4.5 本章小结
第五章 光纤传感时间极限测量
    5.1 理论基础
        5.1.1 研究背景及意义
        5.1.2 光纤结构
    5.2 测量装置及方法
        5.2.1 ROTDR技术简介
        5.2.2 温度解调方法
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 裸纤实验结果及分析
        5.3.2 带保护层光纤实验结果及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

四、扫频反射系数调试的一种实现方法(论文参考文献)

  • [1]基于OFDR的分布式光纤传感若干关键技术研究[D]. 龚锐. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [2]基于反射系数的无线无源LC传感器信号提取研究[D]. 林柏茂. 中北大学, 2021(09)
  • [3]基于SDR的超短波无线信道模拟器的研究与设计[D]. 惠蕙. 石家庄铁道大学, 2021(01)
  • [4]OFDR传感系统相位噪声抑制方法研究[D]. 梁昌硕. 太原理工大学, 2021(01)
  • [5]斜坡辅助型BOTDR检测仪研究[D]. 郑轩. 太原理工大学, 2021(01)
  • [6]基于PXIe总线的射频信号综合测试模块设计[D]. 王澈. 电子科技大学, 2021(01)
  • [7]FMCW雷达收发前端研究与设计[D]. 诸葛燕萍. 电子科技大学, 2021(01)
  • [8]基于弱光栅阵列传感的长距离测温系统研究[D]. 欧阳修筑. 武汉邮电科学研究院, 2021(01)
  • [9]LFMCW雷达回波模拟关键技术研究[D]. 唐玉秀. 电子科技大学, 2020(01)
  • [10]BOTDA双边带信号源设计与实现[D]. 刘逸峰. 北京邮电大学, 2020(05)

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一种扫频反射系数调试的实现方法
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