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

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作者 石文泽 李淇鑫 +2 位作者 卢超 胡博 刘远 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2371-2387,共17页

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... 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。 展开更多

关键词 电磁超声换能器 barker码脉冲压缩 多阵元Lamb波EMAT 信噪比 空间分辨率

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Barker码体波脉冲压缩换能器的研究

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作者 何菁 李明轩 《应用声学》 CSCD 1990年第5期1-9,共9页

本文从压电圆片二维等效电路出发,导出了多层结构的传输矩阵。对PZT,PT做成的多层编码发射和多层倒置接收换能器,在阶跃电脉冲激励下实现了Barker码脉冲压缩。从理论和实验上分析讨论了径向模、背衬、负载、粘接层、介电损耗和机械损耗... 本文从压电圆片二维等效电路出发,导出了多层结构的传输矩阵。对PZT,PT做成的多层编码发射和多层倒置接收换能器,在阶跃电脉冲激励下实现了Barker码脉冲压缩。从理论和实验上分析讨论了径向模、背衬、负载、粘接层、介电损耗和机械损耗等对压缩效果的影响。理论与实验结果基本符合。在解决了某些工艺困难之后,作出了PZT和PT的Barker码体波脉冲压缩换能器。 展开更多

关键词 换能器 barker码体波 脉冲压缩

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随机二相码脉冲压缩雷达信号分析 被引量：9

3

作者 陆锦辉 是湘全 +1 位作者 丁庆海 王敏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第6期125-127,共3页

本文首次给出了随机二相码脉冲压缩雷达信号的数学模型及其平均模糊函数，进而对该平均模糊函数进行了分析，最后通过计算机仿真结果表明，该雷达信号具有近似＂图钉＂型的平均模糊函数，具有良好的无模糊测速、测距性能和抗干扰能力．

关键词 随机二相码 脉冲压缩 雷达信号分析

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随机二相码调相脉冲压缩雷达信号的平均模糊函数 被引量：1

4

作者 陆锦辉 是湘全 丁庆海 《现代雷达》 CSCD 1994年第5期35-42,96,共9页

推导并分析了随机二相码调相脉冲压缩雷达信号的平均模糊函数。结果表明，采用该雷达信号可同时具有良好的无模糊测距和测速性能，能够用于远距离探测。

关键词 随机二相码 脉冲压缩 平均模糊函数.

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Barker编码激励在眼科高频超声成像中的应用研究 被引量：7

5

作者 周盛 王晓春 +2 位作者 计建军 杨军 王延群 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期671-678,共8页

为了平衡医学高频超声成像中纵向分辨率和探测深度这两项指标之间的矛盾,本研究提出了在眼科超声成像中,采用13位Barker数字编码激励并结合失配滤波解码压缩方法替代传统的单脉冲激励的方法。在对比各种编解码方式的优缺点的基础上,构... 为了平衡医学高频超声成像中纵向分辨率和探测深度这两项指标之间的矛盾,本研究提出了在眼科超声成像中,采用13位Barker数字编码激励并结合失配滤波解码压缩方法替代传统的单脉冲激励的方法。在对比各种编解码方式的优缺点的基础上,构建了眼科超声成像平台。仿真和实验结果表明,失配滤波解码技术的输出信号主副比是匹配滤波的9.7倍。与传统的单脉冲成像在安全性、分辨率、探测深度等方面比较,编码激励技术能有效地改善眼部组织超声成像的效果,具有较强的实际应用价值和市场前景。 展开更多

关键词 barker码 超声 编码激励 解码压缩

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11位Barker码性能研究 被引量：4

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作者 赵晓群 李炳新 +1 位作者 贾世楼 王仲文 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1997年第6期56-58,61,共4页

本文分析了11位长Barker码在加权相关意义下的性能,指出在二值加权相关意义下旁瓣电平下降了1.58dB,达到-22.41dB;在三值加权相关意义下旁瓣电平下降了3.52dB,达到-24.35dB;为工程应用提供了一种新的脉冲压缩方法。

关键词 相关技术 脉冲压缩 barker码 雷达

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脉冲压缩在钢板腐蚀电磁超声SH导波检测中的应用 被引量：2

7

作者 石文泽 黄祺凯 +3 位作者 卢超 邱发生 陈尧 陈果 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期324-334,共11页

将Barker码脉冲压缩技术应用于水平剪切(SH)导波电磁超声换能器(EMAT),对提高在役钢板腐蚀检测回波的信噪比(SNR)和空间分辨率,以及实现大范围在线快速扫查具有重要的工程应用价值。建立基于Barker码信号激励的钢板SH导波传播有限元模型... 将Barker码脉冲压缩技术应用于水平剪切(SH)导波电磁超声换能器(EMAT),对提高在役钢板腐蚀检测回波的信噪比(SNR)和空间分辨率,以及实现大范围在线快速扫查具有重要的工程应用价值。建立基于Barker码信号激励的钢板SH导波传播有限元模型,结合实验分析与数值计算,分析了Barker码序列长度、码元长度、EMAT设计参数、提离等因素对脉冲压缩后缺陷回波的信噪比和波包宽度的影响,并与传统单一频率脉冲串激励方式进行对比实验。结果表明:与单一频率脉冲串激励方式相比,采用Barker码脉冲压缩技术,可以将缺陷波的SNR提高5.8 dB;当EMAT提离为3.0 mm时,经过脉冲压缩后的缺陷回波SNR>8.7 dB,而采用单一频率脉冲串激励方式对应的SNR接近于0 dB;当Barker码信号序列长度为13位、码元长度为15μs时,能检测深度为1 mm、直径为20 mm的圆孔,且SNR>25.4 dB。 展开更多

关键词 钢板 水平剪切导波 电磁超声换能器 barker码 脉冲压缩

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融合降采样的复基带脉冲压缩算法研究 被引量：1

8

作者 王林泓 王平 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期162-168,共7页

针对脉冲压缩过程运算复杂度高的问题,提出一种融合降采样的复基带脉冲压缩波束合成方法.该方法首先对波束合成信号进行频谱搬移及低通滤波,然后降采样得到复基带数据,再采用降采样的压缩滤波器实现脉冲压缩得到用于成像的扫描线数据.... 针对脉冲压缩过程运算复杂度高的问题,提出一种融合降采样的复基带脉冲压缩波束合成方法.该方法首先对波束合成信号进行频谱搬移及低通滤波,然后降采样得到复基带数据,再采用降采样的压缩滤波器实现脉冲压缩得到用于成像的扫描线数据.通过对所提出的脉冲压缩算法进行推导,并采用Chirp码进行脉冲压缩仿真成像与误差分析.实验结果表明:该方法不仅能够完整地保留编码激励信号各项特性,克服图像信噪比低的缺陷,还能大幅度降低脉冲压缩环节的运算复杂度,从而为超声编码技术的应用提供了一种高效的脉冲压缩方法. 展开更多

关键词 脉冲压缩 超声成像 Chirp码 降采样 运算复杂度

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基于FPGA的雷达脉冲压缩处理器设计 被引量：2

9

作者 王小哲 张金成 秦轶炜 《现代防御技术》 北大核心 2008年第6期135-139,共5页

FPGA和DSP技术在数字脉冲压缩系统中已得到广泛应用,但采用DSP芯片运算量大,设备复杂,成本高。提出了一种基于FPGA的适用于中小压缩比情况的数字脉冲压缩处理器的设计方案,能够实现M序列码和线性调频等多种信号的脉冲压缩,仿真结果表明... FPGA和DSP技术在数字脉冲压缩系统中已得到广泛应用,但采用DSP芯片运算量大,设备复杂,成本高。提出了一种基于FPGA的适用于中小压缩比情况的数字脉冲压缩处理器的设计方案,能够实现M序列码和线性调频等多种信号的脉冲压缩,仿真结果表明,该处理器具有使用灵活、便于功能扩展和成本低的特点。 展开更多

关键词 时域脉冲压缩 M序列码 线性调频信号 现场可编程逻辑门阵列

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双蝶形高速脉冲压缩的FPGA实现

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作者 王超 田黎育 高梅国 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2006年第B12期11-14,共4页

在对脉冲压缩原理分析的基础上提出了适应于FPGA实现的结构,采用了数据全并行基4双蝶形单元计算结构,极大地提高了蝶形运算的并行度,从而提高了脉冲压缩的速度。设计了合理的数据流程,以较小代价实现了和差两路数据的脉冲压缩。根据二... 在对脉冲压缩原理分析的基础上提出了适应于FPGA实现的结构,采用了数据全并行基4双蝶形单元计算结构,极大地提高了蝶形运算的并行度,从而提高了脉冲压缩的速度。设计了合理的数据流程,以较小代价实现了和差两路数据的脉冲压缩。根据二相码的特点采用了奇偶点分开并行脉冲压缩方法保证了脉压的效果和速度。在系统时钟100 MHz时,完成4 K点的脉冲压缩只需67μs。 展开更多

关键词 脉冲压缩 二相码信号 FPGA

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基于压缩信号特征值分解的超宽带码序列估计算法

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作者 徐湛 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第7期1794-1799,共6页

针对脉冲超宽带通信中码序列盲估计问题,根据超宽带信号为时域极窄脉冲这一主要特点,提出了一种适于较低采样率下基于特征值分解的码序列盲估计算法。结合压缩传感理论,首先利用压缩测量矩阵将信号维度降低,然后按字符周期将接收到的UW... 针对脉冲超宽带通信中码序列盲估计问题,根据超宽带信号为时域极窄脉冲这一主要特点,提出了一种适于较低采样率下基于特征值分解的码序列盲估计算法。结合压缩传感理论,首先利用压缩测量矩阵将信号维度降低,然后按字符周期将接收到的UWB信号截取成若干等长的时间窗,分段积累得到压缩后信号协方差矩阵的估计值,进而通过对于协方差矩阵的特征值分解得到码序列的估计,同时进一步根据所得特征值得到接收信号符号帧级的时间偏移量估计。实验验证表明,该方法可以以较低采样率,在低信噪比条件下较好地完成接收信号的码序列估计。 展开更多

关键词 脉冲超宽带 压缩传感 正交匹配追踪(OMP) 码序列估计

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自适应多普勒频移的二相码信号处理方法 被引量：1

12

作者 陈华 李勇 +4 位作者 薛卫东 杨宝平 赵勇 高艳辉 岳亮辉 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第3期349-354,共6页

针对二相编码脉冲压缩雷达的信号处理、航天测控系统接收机的解扩需求,在高动态大偏差多普勒频移的场景下,对载波频率搜索捕获的处理方法复杂、计算量较大、实时性较差等问题,本文提出了一种自适应多普勒频移的二相码信号处理方法,在单... 针对二相编码脉冲压缩雷达的信号处理、航天测控系统接收机的解扩需求,在高动态大偏差多普勒频移的场景下,对载波频率搜索捕获的处理方法复杂、计算量较大、实时性较差等问题,本文提出了一种自适应多普勒频移的二相码信号处理方法,在单脉冲的脉内实时提取多普勒频移同相信号及正交信号的波形,并且生成4个片段信号,根据各信号之间固定的时序关系,去除多普勒频移对基带信号的调制,恢复原始基带信号,进而实现脉冲压缩及接收机解扩。MATLAB仿真验证了有效性和可行性。该方法实现简捷、计算量小、实时性好、硬件资源少,对现有相关信号处理领域有一定的指导意义。 展开更多

关键词 多普勒频移 解扩 脉冲压缩 基带信号 二相码

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舰载超低空搜索雷达脉冲压缩技术特点研究

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作者 张显满 《舰船科学技术》 1999年第1期48-53,共6页

本文从超低空搜索雷达对脉冲压缩技术的要求出发，从脉压主副瓣比、时间带宽积、多普勒频率敏感性、展宽及压缩方法实现等几方面，对线性调频、二胡编码、法兰克多相码、P1、P2、P3、P4多相码、基于非线性调频的多相码（NLFM）等脉压体... 本文从超低空搜索雷达对脉冲压缩技术的要求出发，从脉压主副瓣比、时间带宽积、多普勒频率敏感性、展宽及压缩方法实现等几方面，对线性调频、二胡编码、法兰克多相码、P1、P2、P3、P4多相码、基于非线性调频的多相码（NLFM）等脉压体制进行了详细的分析，指出NLFM多相码脉压技术是超低空搜索雷达的较好选择，文中还详细介绍了该型多相码的产生实现技术以及雷达整机试验结果。 展开更多

关键词 CIWS 脉冲压缩 多相码 搜索雷达 超低空 舰载

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基于小波和神经网络的二相码旁瓣抑制的研究 被引量：10

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作者 孔祥维 黄申 李国平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期1-3,共3页

研究了脉冲压缩中二相编码信号的距离旁瓣抑制问题。在Kwan .H .K等所提的多层感知器方法(MLP)的基础上 ,提出了一种基于小波变换的神经网络方法 (WTNN)。对 13位巴克码的实验结果表明 ,在二相编码信号的旁瓣抑制问题中 ,WTNN方法在峰... 研究了脉冲压缩中二相编码信号的距离旁瓣抑制问题。在Kwan .H .K等所提的多层感知器方法(MLP)的基础上 ,提出了一种基于小波变换的神经网络方法 (WTNN)。对 13位巴克码的实验结果表明 ,在二相编码信号的旁瓣抑制问题中 ,WTNN方法在峰值信噪比和抗噪性能方面明显优于MLP方法。 展开更多

关键词 脉冲压缩 旁瓣抑制 小波变换 神经网络 脉冲压缩雷达 二相码

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利用Golay码测量长骨中传播的超声导波 被引量：8

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作者 宋小军 他得安 王威琪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期529-536,共8页

近年来利用超声导波评价长骨状况已成为研究热点之一。但是超声导波信号在长骨的皮质骨层传播时会遭遇很大的衰减,尤其是当皮质骨层上附有软组织时,接收到的导波信号很小。为了提高信噪比,增大接收到的导波信号幅度,引入Golay码编码的... 近年来利用超声导波评价长骨状况已成为研究热点之一。但是超声导波信号在长骨的皮质骨层传播时会遭遇很大的衰减,尤其是当皮质骨层上附有软组织时,接收到的导波信号很小。为了提高信噪比,增大接收到的导波信号幅度,引入Golay码编码的超声信号作为激励。仿真结果表明,Golay码激励并解码后的L(0,5)导波模式与单脉冲激励得到的模式波形几乎完全一致,证明了利用Golay码作为激励,产生超声导波的可行性。在离体牛胫骨实验中,Golay码在提高信噪比的同时,还可以增加超声导波的测量距离。说明把Golay码应用到超声导波的测量上很有潜力。 展开更多

关键词 超声导波 GOLAY码 脉冲压缩 信噪比 长骨

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MAC序列码雷达信号设计 被引量：5

16

作者 张登银 王汝传 王绍棣 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1634-1640,共7页

该文对采用MAC序列码设计雷达信号的理论及方法作了系统研究.理论分析及实例仿真表明: MAC序列是具有理想相关特性和抗遮挡能力的二元序列,可以设计出具有无模糊测距、测速性能良好并且易于工程实现的低截获概率雷达信号.

关键词 MAC序列码 雷达信号 低截获概率 脉冲压缩

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多相码信号数字脉压滤波器设计 被引量：10

17

作者 陶广源 廖桂生 刘宏伟 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第2期143-146,152,共5页

对较小时宽带宽积相位编码信号的时域副瓣抑制滤波器设计问题进行了研究。在约束主瓣输出为常数时使积分副瓣电平最小化 ,利用最小二乘算法和加权迭代方法 ,适当放宽主瓣宽度 ,以使主副比达到最优。仿真结果表明 ,该方法的设计结果在一... 对较小时宽带宽积相位编码信号的时域副瓣抑制滤波器设计问题进行了研究。在约束主瓣输出为常数时使积分副瓣电平最小化 ,利用最小二乘算法和加权迭代方法 ,适当放宽主瓣宽度 ,以使主副比达到最优。仿真结果表明 ,该方法的设计结果在一定多普勒频率范围内 ,与匹配滤波相比 ,能达到 10dB以上的主副比改善 ,且主瓣宽度展宽不大 ,信噪比损失小于 0 .5dB。 展开更多

关键词 多相码 雷达 脉冲压缩 滤波器 最小二乘算法 加权迭代方法

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随机二相码连续波雷达引信的研究 被引量：4

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作者 朱晓华 陆锦辉 刘国岁 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期117-121,共5页

对随机二相码连续波雷达引信作了系统研究，分析了该引信波形的概率分布、平均模糊函数和脉冲压缩后距离旁瓣的概率分布，提出了一种抑制距离旁瓣至-30dB以下的统计处理方法，同时给出了系统参数的设计。分析表明，该引信具有很宽的多... 对随机二相码连续波雷达引信作了系统研究，分析了该引信波形的概率分布、平均模糊函数和脉冲压缩后距离旁瓣的概率分布，提出了一种抑制距离旁瓣至-30dB以下的统计处理方法，同时给出了系统参数的设计。分析表明，该引信具有很宽的多卜勒容限范围，能同时测定远距离和高速的目标。 展开更多

关键词 随机二相码 连续波 雷达引信 脉冲压缩 旁瓣抑制

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伪码调相连续波雷达的脉压主旁瓣比数学分析 被引量：4

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作者 陈金立 顾红 苏卫民 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1203-1209,共7页

研究了伪码(m序列)调相连续波雷达的脉压主旁瓣比随目标多普勒频率变化的关系,并推导了其数学表达式。由于m序列调相连续波雷达在非目标距离门上的脉冲压缩是一种"宽带输入窄带输出的过程",那么脉压旁瓣实部和虚部分别近似服... 研究了伪码(m序列)调相连续波雷达的脉压主旁瓣比随目标多普勒频率变化的关系,并推导了其数学表达式。由于m序列调相连续波雷达在非目标距离门上的脉冲压缩是一种"宽带输入窄带输出的过程",那么脉压旁瓣实部和虚部分别近似服从正态分布,由此可计算出脉压后峰值旁瓣实部和虚部的值,然后给出了脉压输出主旁瓣比的数学表达式。仿真结果表明:当m序列的周期长度p≥31时,由脉压主旁瓣比数学表达式计算得到的数据与仿真得到的数据能很好地吻合。 展开更多

关键词 雷达工程 伪码调相 M序列 脉冲压缩 主旁瓣比

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一种二相码信号多普勒补偿方法的研究与实现 被引量：16

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作者 田黎育 高梅国 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期757-760,785,共5页

针对相位编码信号脉冲压缩技术中存在的多普勒失配问题,提出并实现一种基于数字动目标检测(DMTD)的二相码信号多普勒补偿方法.该方法通过DMTD分离不同速度目标的回波,然后对不同速度通道的回波信号进行相应的多普勒补偿,矫正了多普勒失... 针对相位编码信号脉冲压缩技术中存在的多普勒失配问题,提出并实现一种基于数字动目标检测(DMTD)的二相码信号多普勒补偿方法.该方法通过DMTD分离不同速度目标的回波,然后对不同速度通道的回波信号进行相应的多普勒补偿,矫正了多普勒失配问题.对速度模糊情况下的多普勒补偿进行了研究,进一步扩展了多普勒补偿的频率范围.该方法已应用于某新型雷达信号处理机的研制,其有效性得到证实. 展开更多

关键词 多普勒补偿方法 二相码信号 脉冲压缩 多普勒频率 数字动目标检测 雷达信号处理

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