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Low-complexity APSK demodulation algorithm based on K-means clustering in LEO satellite communication systems 认领 引用
1
作者 Guangfu Wu Xiangrui Meng +1 位作者 Changlin Chen Biqun Xiang 《Digital Communications and Networks》 SCIE EI CSCD 2026年第2期343-353,共11页
Amplitude Phase Shift Keying(APSK)is more suitable for the nonlinear channels of Low Earth Orbit(LEO)satellite communication systems compared to Quadrature Amplitude Modulation(QAM).To tackle challenges posed by Direc... Amplitude Phase Shift Keying(APSK)is more suitable for the nonlinear channels of Low Earth Orbit(LEO)satellite communication systems compared to Quadrature Amplitude Modulation(QAM).To tackle challenges posed by Direct Current(DC)interference and high demodulation complexity,we propose an APSK demodulation algorithm based on K-means clustering.Initially,static DC components are calculated and removed from the received APSK signals.Subsequently,the estimated APSK constellation points serve as initial centers for K-means clustering.These centers are refined through the K-means process and act as theoretical APSK constellation points for the Max-Log-MAP demodulation algorithm,effectively eliminating residual DC.We then introduce a low-complexity APSK demodulation algorithm that utilizes the symmetry of constellation points along with the Euclidean distance between DC-eliminated signals and these constellation points to minimize the set of constellation points.Simulation results indicate that for 32-APSK,our proposed demodulation submodule reduces computational complexity to approximately one-third that of the Max-Log-MAP algorithm while improving Bit Error Rate(BER)performance by about 0.23 dB.Furthermore,end-to-end simulation experiments conducted within LEO satellite communication systems demonstrate that our approach not only maintains this complexity advantage but also enhances BER performance by approximately 1.1 dB. 展开更多
关键词 DC elimination APSK demodulation LEO satellite communication K-means algorithm Max-Log-MAP algorithm
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Al-digital demodulation system of interferometric fiber optic sensors using an improved PGC algorithm based on fundamental frequency mixing 认领 引用 被引量：4
2
作者 张爱玲 王恺晗 +1 位作者 张帅 王燕 《Optoelectronics Letters》 EI 2015年第3期222-225,共4页
We present an all-digital demodulation system of interferometric fiber optic sensor based on an improved arctangent-differential-self-multiplying(arctan-DSM)algorithm.The total harmonic distortion(THD)and the light in... We present an all-digital demodulation system of interferometric fiber optic sensor based on an improved arctangent-differential-self-multiplying(arctan-DSM)algorithm.The total harmonic distortion(THD)and the light intensity disturbance(LID)are also suppressed,the same as those in the traditional arctan-DSM algorithm.Moreover,the lowest sampling frequency is also reduced by introducing anti-aliasing filter,so the occupation of the system memory is reduced.The simulations show that the improved algorithm can correctly demodulate cosine signal and chirp signal with lower sampling frequency. 展开更多
关键词 Algorithms Anti aliasing Demodulation Digital signal processing Fiber optics Interferometry Optical variables measurement
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Optimizing wide-range laser frequency noise characterization via delayed self-heterodyne 认领 引用
3
作者 Yiming Wang Gang Zhao +3 位作者 Ruchan Cai Peng Chen Jia Wang Liang Xie 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2026年第7期81-96,共16页
Systematic optimization of the delayed self-heterodyne method for laser frequency noise characterization is investigated across an extensive linewidth range(100 Hz to 10 MHz).By evaluating various fiber lengths,window... Systematic optimization of the delayed self-heterodyne method for laser frequency noise characterization is investigated across an extensive linewidth range(100 Hz to 10 MHz).By evaluating various fiber lengths,window functions,and five demodulation algorithms,we identify a critical trade-off:long fibers enhance sensitivity for narrow-linewidth lasers but exacerbate spectral leakage in broad-linewidth sources.Our findings demonstrate that Hanning and Blackman windows effectively suppress this leakage,ensuring measurement consistency across different delay lengths.Among the evaluated algorithms,the Hilbert transform offers the superior balance of high-frequency accuracy and computational efficiency.Validated under lowpower conditions,this optimized framework provides a robust and power-independent methodology for precise FN analysis,offering significant guidance for high-performance laser development. 展开更多
关键词 laser frequency noise delayed self-heterodyne spectral leakage suppression demodulation algorithms
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依托信号注入的PMSM转子位置测量与估计方法的特征分析 认领 引用
4
作者 付兴贺 王新元 刘承军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第2期457-474,共18页
该文以需要信号注入的永磁同步电机(PMSM)转子位置测量和估计方法为对象,根据系统辨识理论,从物理载体、解算手段和辨识结果3个层面分析了测量和估计两类方法获取转子位置的本质特征、内在联系与区别,进而指出了获取转子位置过程的关键... 该文以需要信号注入的永磁同步电机(PMSM)转子位置测量和估计方法为对象,根据系统辨识理论,从物理载体、解算手段和辨识结果3个层面分析了测量和估计两类方法获取转子位置的本质特征、内在联系与区别,进而指出了获取转子位置过程的关键步骤:响应测量和位置解算。指明了在转子位置估计过程中PMSM同时发挥作动与测量作用,建立了闭环负反馈下位置解算方法的统一框架便于深入理解信息处理机制,分析了转子位置辨识结果的影响因素和有待发展的关键技术,最后阐明了PMSM转子位置估计方法中隐含着感应同步器和旋转变压器的位置测量技术。 展开更多
关键词 永磁同步电机 转子位置 解调算法 感应同步器 旋转变压器
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基于PSO-DBN的EFPI温度传感器光谱解调 认领 引用
5
作者 刘雪玲 张发祥 +1 位作者 姜劭栋 赵强 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期139-149,共11页
针对现有光纤法布里-珀罗传感器在光谱解调中存在的精度不足、低信噪比下泛化性能差等问题,提出一种基于粒子群优化算法的深度信念网络光谱解调方法。利用粒子群优化算法的全局寻优能力对深度信念网络结构及参数进行自适应优化,从而提... 针对现有光纤法布里-珀罗传感器在光谱解调中存在的精度不足、低信噪比下泛化性能差等问题,提出一种基于粒子群优化算法的深度信念网络光谱解调方法。利用粒子群优化算法的全局寻优能力对深度信念网络结构及参数进行自适应优化,从而提升模型的特征提取与非线性映射能力。利用非本征F-P干涉温度传感器进行实验,结果表明,该方法在训练集和测试集上的平均解调误差分别为0.003835℃和0.004176℃,相比传统算法的0.0489℃显著降低。与现有的三种深度学习模型相比,所提方法在解调精度和参数规模方面表现出综合优势。即使在未参与训练的10 dB和15 dB低信噪比条件下,模型仍能保持较好的泛化能力,平均绝对误差分别为0.144℃和0.069℃。提出的模型在0℃~90℃范围内的非本征型法布里-珀罗传感器温度传感器解调中具有高精度和强鲁棒性,为光纤传感器高精度测量提供了一种新方法。 展开更多
关键词 深度信念网络 粒子群优化算法 法布里-珀罗传感器 温度解调 低信噪比
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基于CNN-BiLSTM的数字调频广播抗多径智能解调算法 认领 引用
6
作者 黄祜璋 莫欣永 周志明 《电视电声科学与技术》 2026年第3期13-15,33,共3页
面对喀斯特等复杂地貌强多径衰落环境时,中国数字音频广播(China Digital Radio,CDR)传统的相干解调算法存在误码率抬升与载波同步失锁现象。这个缺陷严重劣化射频信号的物理覆盖效能。针对该技术瓶颈,提出一种基于卷积神经网络(Convolu... 面对喀斯特等复杂地貌强多径衰落环境时,中国数字音频广播(China Digital Radio,CDR)传统的相干解调算法存在误码率抬升与载波同步失锁现象。这个缺陷严重劣化射频信号的物理覆盖效能。针对该技术瓶颈,提出一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与双向长短期记忆(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)网络级联架构的智能解调算法。级联模型对接收机基带同相正交序列进行高维特征映射与比特流重构。工程实测基带数据集验证结果表明,新型解调机制在极低信噪比与强频率选择性衰落工况下表现优异。相较于经典Viterbi硬判决算法,所提智能算法具有更出色的抗噪增益与泛化健壮性。 展开更多
关键词 数字调频广播 智能解调算法 多径衰落
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基于SAPSO算法的光纤光栅阵列传感重叠光谱信号解调数学模型研究 认领 引用
7
作者 李凤 何建军 +1 位作者 徐冲坤 郭小江 《激光杂志》 CAS 北大核心 2026年第2期165-170,共6页
在光纤光栅传感器阵列中,每个光纤光栅传感器都有其特定的光谱带宽,即反射或透射光的波长范围。当多个传感器紧密排列在同一根光纤上时,其光谱带宽会相互重叠,产生交叉干扰问题,造成光谱信号的混淆。为了更准确地分离出每个光栅所对应... 在光纤光栅传感器阵列中,每个光纤光栅传感器都有其特定的光谱带宽,即反射或透射光的波长范围。当多个传感器紧密排列在同一根光纤上时,其光谱带宽会相互重叠,产生交叉干扰问题,造成光谱信号的混淆。为了更准确地分离出每个光栅所对应的光谱信息,提高波长的测量精度,建立光纤光栅阵列传感重叠光谱信号解调数学模型。通过构建优化数学模型区分各个传感器的光谱信号,避免交叉干扰带来的光谱信号混淆问题,并采用超高斯函数描述光纤光栅阵列传感器反射谱,将重叠光谱信号的解调问题转化为函数优化问题,计算最小差异度以确定传感器的反射或透射光波长等关键参数。结合模拟退火算法和粒子群算法求解解调数学模型,利用温度衰减机制优化权值系数和学习因子,输出对复杂重叠光谱信号的精确解调结果,即传感器的中心波长值。由实验可以看出,所提方法能够有效区分重叠光谱信号,并准确提取各光栅的中心波长信息,信号解调精度高,满足高灵敏度传感需求。 展开更多
关键词 光纤光栅阵列传感器 重叠光谱 信号解调 粒子群算法 模拟退火算法
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智能变电站光纤电流互感器高精度测量技术 认领 引用 被引量：1
8
作者 郭宇 《智能物联技术》 2026年第3期16-20,共5页
智能变电站对电流量测的精度、带宽及抗扰动性能要求高。围绕光纤电流互感器(Fiber Optic Current Transformer,FOCT)的旋光测量特性,构建由光路稳控布局、偏振扰动补偿、数字解调结构及误差模型融合校准组成的测量链路,并结合实际工程... 智能变电站对电流量测的精度、带宽及抗扰动性能要求高。围绕光纤电流互感器(Fiber Optic Current Transformer,FOCT)的旋光测量特性,构建由光路稳控布局、偏振扰动补偿、数字解调结构及误差模型融合校准组成的测量链路,并结合实际工程场景开展对比测试,对5类指标进行量化分析。结果显示,测量序列在动态条件下形成集中分布,为光学式电流感知装置的工程实现提供了参考路径。 展开更多
关键词 光纤电流互感器(FOCT) 智能变电站 偏振补偿 解调算法
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一种基于加权差分进化算法的wFBG波长解调方法 认领 引用
9
作者 王家鹏 刘颖刚 +2 位作者 王正轩 杨梅 刘赵宁 《光电技术应用》 2026年第1期36-44,共9页
针对弱反射光纤布拉格光栅(wFBG)阵列传统时域解调对高速窄脉冲与高采样率依赖强,及其重叠谱解调受阴影和旁瓣影响易产生多解与跳变的问题,提出了一种基于加权差分进化(WDE)算法的wFBG波长解调方法。以串联全同wFBG传输机理为基础,通过... 针对弱反射光纤布拉格光栅(wFBG)阵列传统时域解调对高速窄脉冲与高采样率依赖强,及其重叠谱解调受阴影和旁瓣影响易产生多解与跳变的问题,提出了一种基于加权差分进化(WDE)算法的wFBG波长解调方法。以串联全同wFBG传输机理为基础,通过光栅分簇采集的结构改进,构建了低速采样解调架构,使脉冲宽度与采样速率需求降至传统方案的1/(2m)(m为簇内复用光栅数量);进一步以弱光栅阴影效应与旁瓣特性为约束,采用sin c2线形与主瓣-旁瓣加权函数,构建含遮蔽与多次反射的重叠谱模型,由WDE反演各栅中心波长。通过五栅温度实验验证,其均方根误差为4.07 pm,最大误差为13.02 pm,95%数据误差在9.07 pm内,并与其他波长检测方法对比,表明该方法在降低带宽需求的同时提升了解调精度与鲁棒性。 展开更多
关键词 弱反射光纤布拉格光栅(wFBG) 重叠谱解调 分簇采集 阴影效应 旁瓣特性 加权差分进化(WDE)算法
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基于Q学习超启发算法的FBG混叠光谱解调方法 认领 引用
10
作者 夏雨 刘亚文 孙宾 《光通信技术》 北大核心 2026年第3期29-35,共7页
为解决光纤布喇格光栅(FBG)复用系统中反射光谱混叠问题,提出一种基于Q学习的超启发式差分进化(QHDE)算法。该算法以差分进化(DE)框架为基础,构建包含4种异构变异策略的算子库,并引入Q学习机制实现变异策略的自适应选择,通过实时评估策... 为解决光纤布喇格光栅(FBG)复用系统中反射光谱混叠问题,提出一种基于Q学习的超启发式差分进化(QHDE)算法。该算法以差分进化(DE)框架为基础,构建包含4种异构变异策略的算子库,并引入Q学习机制实现变异策略的自适应选择,通过实时评估策略性能,动态优化计算资源调度。解调结果表明,QHDE算法在测试范围内对FBG混叠光谱的波长解调均达到皮米级精度,其解调性能显著优于单一变异策略的DE算法,展现出优异的鲁棒性与解调能力。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅 波长解调 超启发算法 Q学习 光谱混叠 差分进化
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基于改进MCKD的振动故障检测方法 认领 引用
11
作者 王银虎 刘诚 +1 位作者 方旭超 毛健 《国外电子测量技术》 2026年第4期107-112,共6页
医疗器械在长期运行过程中因频繁振动易发生故障,传统故障检测方法普遍存在检测精度低的问题。为此,结合最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)方法的信号处理性能,提出一种基于改进麻雀搜索算法优化最... 医疗器械在长期运行过程中因频繁振动易发生故障,传统故障检测方法普遍存在检测精度低的问题。为此,结合最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)方法的信号处理性能,提出一种基于改进麻雀搜索算法优化最大相关峭度解卷积(Improved Sparrow Search Algorithm-Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,ISSA-MCKD)的振动故障检测方法。首先,通过小波包分解(Wave Packet Decomposition,WPD)对原始信号进行初步分解和重构;随后将重构信号输入变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)算法进行二次分解,并选用加权峭度指标筛选最优本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量;最后采用ISSA-MCKD方法对最优IMF分量进行信号增强处理,并通过包络解调方法提取增强信号的特征,以实现轴承振动故障频率检测。实验结果表明,当测试样本数量为2500时,所提方法的信息增益指标(Information Gain,IG)达0.938;与现有的双向门控循环单元-注意力机制网络(Bidirectional Gated Recurrent Unit-Attention,BiGRU-Attention)、固有时间尺度分解-奇异值分解组合方法(Iterative Time-scale Decomposition-Singular Value Decomposition,ITD-SVD)和随机森林-支持向量机集成模型(Random Forest-Support Vector Machine,RF-SVM)相比,本文方法的IG指标分别高出0.169、0.205和0.253;在第10~20 s的振动信号检测过程中,所提方法的检测频率与实际频率基本拟合,检测精度均优于对比方法。结果证明,所提方法具有较强的泛化能力和检测精度,能够满足医疗器械振动故障检测的实际工程需求,具备良好的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 医疗器械 振动故障检测 最大相关峭度解卷积 变分模态分解 麻雀搜索算法 包络解调
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一种组合算法在随钻电磁波信号解调中的应用 认领 引用 被引量：1
12
作者 何巍 陆建勋 《现代电子技术》 北大核心 2025年第15期64-70,共7页
在电磁随钻测量中,由于信号衰减和噪声干扰,传统相干解调方法误码率高,导致数据解码不准确。为了解决这一问题,文中设计了一种有限冲激响应(FIR)滤波和自适应滤波相组合的方法,旨在提高解调的准确性。该方法首先利用FIR滤波算法去除带... 在电磁随钻测量中,由于信号衰减和噪声干扰,传统相干解调方法误码率高,导致数据解码不准确。为了解决这一问题,文中设计了一种有限冲激响应(FIR)滤波和自适应滤波相组合的方法,旨在提高解调的准确性。该方法首先利用FIR滤波算法去除带外噪声;然后将滤波后的信号送入两个具有不同参考信号的自适应滤波器。通过比较这两个滤波器的输出信号进行判决,从而获得解码后的数据。为了验证所提方法的效果,使用仿真软件对两种不同噪声条件下的电磁波通信过程进行模拟。仿真结果证明:与传统相干解调方法相比,在高斯白噪声环境下、码元速率为2 b/s时,该方法信噪比提高1 dB左右,误码率差别不大;在码元速率为0.5 b/s时,信噪比提高了约6 dB,误码率降低了约8%。在现场噪声环境下,组合算法的误码率降低了约4%。因此在相同的信噪比条件下,所提方法能够显著降低误码率,展现出更优的解调性能。 展开更多
关键词 EM-MWD 随钻测量 FSK信号 调制解调 FIR滤波 自适应算法
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低轨卫星网络中的自适应调制解调方案设计与实现 认领 引用 被引量：1
13
作者 周士雷 王力男 《无线互联科技》 2025年第3期39-42,共4页
低轨卫星网络因其覆盖范围广、延迟低而成为现代通信的重要组成部分。然而,动态信道条件对通信质量的影响使得传统调制解调技术面临挑战。文章通过分析现有自适应调制解调方案的不足,提出了一种基于实时信道评估的自适应调制方法并优化... 低轨卫星网络因其覆盖范围广、延迟低而成为现代通信的重要组成部分。然而,动态信道条件对通信质量的影响使得传统调制解调技术面临挑战。文章通过分析现有自适应调制解调方案的不足,提出了一种基于实时信道评估的自适应调制方法并优化了解调算法,旨在提高低轨卫星网络中的数据传输效率和可靠性,为低轨卫星网络的应用提供技术参考。 展开更多
关键词 低轨卫星网络 自适应调制 解调算法 通信质量
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基于Lissajous曲线拟合的Fabry-Perot传感器三波长小信号标定方法 认领 引用 被引量：1
14
作者 黄宇浩 任乾钰 +3 位作者 王军 涂嘉成 叶蔚 贾平岗 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第6期95-106,共12页
三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差,采用幅值归一化的方法可... 三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差,采用幅值归一化的方法可以实现平衡校准,但是该方法对于相位变化量不超过2π的小信号并不适用。针对该问题,提出一种基于李萨如(Lissajous)曲线拟合的三波长小信号标定方法。仿真结果表明,在满足三波长解调算法条件的基础上,该标定方法可以稳定获取相位变化量在0.2π以内的微小信号校准系数,标定后的最大幅值误差不超过1.1%,且具有较强的噪声抗干扰能力。经过实验测试,标定后传感器灵敏度最大误差不超过0.15%,拟合曲线的最大非线性误差不超过0.6%。该标定方法实现了三波长相位解调算法中针对小信号的准确标定,拓宽了三波长算法的使用范围,提升了传感器解调精度。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗腔 三波长解调算法 Lissajous曲线拟合 腔长解调
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基于表贴式应变传递的光纤光栅匹配解调研究 认领 引用 被引量：1
15
作者 黄南 贾书海 +2 位作者 王龙宁 杨泽航 李宇杰 《应用光学》 CAS 北大核心 2025年第3期530-537,共8页
光纤布拉格光栅传感器应用前景广阔,限制其大量实际应用的主要障碍是传感信号的高速高精度解调。介绍了一种匹配光栅滤波解调的方法及系统:数值模拟了反射式匹配滤波解调法,并对表贴式应变传递模型进行了改进,建立了光纤-胶体-压电堆叠... 光纤布拉格光栅传感器应用前景广阔,限制其大量实际应用的主要障碍是传感信号的高速高精度解调。介绍了一种匹配光栅滤波解调的方法及系统:数值模拟了反射式匹配滤波解调法,并对表贴式应变传递模型进行了改进,建立了光纤-胶体-压电堆叠三层模型,通过仿真确定了光纤光栅黏接在压电堆叠上的具体参数;搭建了匹配解调系统,探究了在压电堆叠上黏接多根光纤光栅来扩宽解调范围的方法,并以希尔伯特变换寻峰算法实现了光纤光栅中心波长的解调。黏接两根光纤光栅时系统的解调范围为1 540.121 nm~1 541.474 nm,最大偏差为8.6 pm,波动均值为5.4 pm,解调范围、精度、稳定性等性能指标良好,能够满足某些场景波长解调的需求。该解调系统具备一定的参考意义和实用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅 匹配滤波 应变传递 信号解调 寻峰算法
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基于谱形识别与海星算法的FB G畸变谱解调方法 认领 引用
16
作者 张雨 朱云鸿 +2 位作者 吕嘉明 董明利 祝连庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2025年第12期185-199,共15页
针对光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)在实际应用中因应力疲劳、热老化等因素导致反射光谱发生畸变、波长难以解调的问题,文中提出了一种基于谱形识别与海星优化算法(Starfish Optimization Algorithm,SFOA)的解调方法。通过仿... 针对光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)在实际应用中因应力疲劳、热老化等因素导致反射光谱发生畸变、波长难以解调的问题,文中提出了一种基于谱形识别与海星优化算法(Starfish Optimization Algorithm,SFOA)的解调方法。通过仿真探究畸变原因,在广义非对称高斯模型的基础上,构建典型畸变光谱的理论函数表达形式,并将畸变FBG光谱的波长解调问题转化为非线性函数拟合优化问题。为实现畸变类型的准确识别,引入卷积神经网络对不同类型畸变反射谱进行分类判别,提升了解调系统对复杂谱形的适应能力。在此基础上,采用海星优化算法对模型参数进行优化搜索,实现畸变谱的高精度波长解调。实验结果表明,该方法在多种畸变类型下均具有良好的解调精度,在加入噪声的仿真数据上,中心波长平均误差为1.57 pm;在真实采样数据上,每组实验平均拟合均方根误差为0.006617。相比传统峰值检测方法,该方法有效提升了FB G在畸变情况下的解调鲁棒性,为延长FB G使用寿命与增强解调系统可靠性提供了新的技术路径。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 畸变反射谱 海星优化算法 波长解调
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正弦相位调制干涉仪相位调制深度控制方案研究 认领 引用 被引量：1
17
作者 杨梁 夏泽新 +2 位作者 朱知博 李佳兴 张烈山 《自动化仪表》 CAS 2025年第8期58-65,共8页
针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载... 针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载波频移后的幅值衰减比,并根据函数关系求解相位调制深度。利用增量式PID控制结合直接数字合成(DDS)进行载波信号强度的实时调节,实现了相位调制深度的精确控制。数值仿真结果表明,相位调制深度测量方法能够精确地实现测量功能。利用正弦相位调制干涉仪对声辐射激励的固体表面微振动进行了多组测量试验。试验结果表明,在相位调制深度闭环控制的条件下,干涉信号解调结果更优、信纳失真比优于99.85%。该结果验证了所提方法的有效性。所提方案对于提升激光正弦相位调制干涉仪的测量性能具有重要应用价值。 展开更多
关键词 相位调制深度 比例积分微分 相位生成载波解调算法 正弦相位调制 激光干涉仪
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光纤Fabry-Perot传感器线性相关解调算法 认领 引用
18
作者 王瑞娜 张雄星 +2 位作者 张佩 刘思桐 杜玉军 《西安工业大学学报》 CAS 2025年第6期919-926,共8页
针对短腔长光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)传感器解调精度较低的问题,提出线性相关算法。该算法通过寻找与反射光谱信号最相似的模板信号,进行线性相关运算,得到线性相关曲线。在线性相关曲线中,峰值最大处对应的模板信号与反射光谱信号... 针对短腔长光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)传感器解调精度较低的问题,提出线性相关算法。该算法通过寻找与反射光谱信号最相似的模板信号,进行线性相关运算,得到线性相关曲线。在线性相关曲线中,峰值最大处对应的模板信号与反射光谱信号最为相似,根据模板信号和腔长之间的关系,实现F-P传感器的腔长解调。对腔长为26~32μm的F-P传感器解调进行仿真,腔长解调最大误差为2 nm。制备F-P温度传感器,并进行温度测试,实验结果表明,温度测量误差为0.099℃,腔长与温度的非线性误差为0.283%。仿真和实验均验证了线性相关算法的可行性和优越性。该算法解调精度高,与已有短腔长解调方法相比,误差波动范围缩小76 nm,为短腔长F-P传感器的腔长解调提供一种新方法。 展开更多
关键词 光纤法布里-珀罗传感器 线性相关解调算法 温度 腔长解调
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基于方波相位调制的多波长位移干涉测量 认领 引用
19
作者 刘琪 陈善勇 《应用光学》 CAS 北大核心 2025年第3期538-548,共11页
相位生成载波(phase generated carrier,PGC)技术是多波长光纤位移传感器(multi wavelength fiber displacement sensor,MWFDS)中的核心技术。提出一种基于方波信号相位调制和解调(square-wave phase modulation and demodulation,SWPMD... 相位生成载波(phase generated carrier,PGC)技术是多波长光纤位移传感器(multi wavelength fiber displacement sensor,MWFDS)中的核心技术。提出一种基于方波信号相位调制和解调(square-wave phase modulation and demodulation,SWPMD)的方法,研究构建了相应的光路系统,精确控制方波信号对多波长光束进行相位调制,对采集到的干涉信号进行数字处理以实现相位解调,进而复现位移信息。仿真实验部分系统地分析了不同频率调制信号及方波调制信号初始相位变化对位移复现精度的影响,无论调制参数如何变化,位移复原的均方根误差(root-mean-square error,RMSE)均稳定保持在0.15μm~0.3μm范围内。通过应用SWPMD方法,对复杂的位移轨迹进行了复现,证明了该方法在提升MWFDS性能方面的普适性和有效性。最后,计算分析了对不同步长方波位移的复现情况,证明了所提方法在理论上能够实现0.1 nm位移测量的分辨率。 展开更多
关键词 相位生成载波技术 光纤位移干涉测量 方波相位调制 解调算法 误差分析
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Enhancing Demodulation Performance of DCM Algorithm inφ-OTDR System Through Temporal Spline Interpolation 认领 引用
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作者 Tingyu WANG Jianzhong ZHANG +4 位作者 Zhe MA Xiang HE Weizhe LI Binyuan YANG Mingjiang ZHANG 《Photonic Sensors》 SCIE EI CSCD 2024年第3期52-63,共12页
For expanding the amplitude-frequency response range of the differential cross-phase multiply(DCM)algorithm in theφ-OTDR system,a temporal spline interpolation(TSI)method is proposed to pre-process Rayleigh backscatt... For expanding the amplitude-frequency response range of the differential cross-phase multiply(DCM)algorithm in theφ-OTDR system,a temporal spline interpolation(TSI)method is proposed to pre-process Rayleigh backscattering(RBS)signals.Through the TSI method,the discrete temporal signals characterizing RBS traces are subjected to interpolation,facilitating a reduction in differential approximation errors.This,in turn,establishes a heightened level of precision in phase demodulation,especially relevant across extensive sensing distances.By comparing the recovered time-domain waveforms and the corresponding power spectral densities without and with the TSI,the above improvement effect has been experimentally validated by utilizing the TSI.The results show that,with the TSI,the amplitude-frequency response range of the DCM algorithm is enlarged by 2.78 times,and the new relationship among fpulse,f,and D under the root mean square error(RMSE)tolerance less than 0.1 can be expressed as 1.9(D+1)f≤fpulse.This contribution underscores a substantial advancement in the capabilities of the DCM algorithm,holding promise for refined performance in optical fiber sensing applications. 展开更多
关键词 φ-OTDR DCM algorithm phase demodulation 3×3 coupler temporal spline interpolation
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