[發(fā)明專利]一種實(shí)時微波脈沖啁啾檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710126366.7
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106813784B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王肖隆;王富麗;張肖壘;王子軒;林強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;吳紅斐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)時微波脈沖啁啾檢測裝置及其檢測方法。

背景技術(shù)

在時域上已通過太赫茲光譜測量系統(tǒng)獲得了亞周期太赫茲脈沖波形，并且用Wigner-Wille分布方法對實(shí)驗(yàn)中所記錄下來的波形進(jìn)行了時頻分析。在對所得到的頻域中進(jìn)行中心頻率信息的提取時，采用的方法是將每個采樣時間下的頻譜峰值所對應(yīng)的頻率，作為這一時刻的中心頻率。這個中心頻率，是這個時刻瞬時頻率的近似。然后把每個時刻的中心頻率都標(biāo)記出來，得到一條時頻軌跡，從這條曲線的形狀，來直觀地判斷脈沖是否存在啁啾。對于不啁啾的脈沖，這條曲線是與時間軸平行的直線。通過這樣的方法，證實(shí)了亞周期脈沖中內(nèi)稟啁啾的存在。

盡管文獻(xiàn)中已經(jīng)在太赫茲波段上驗(yàn)證了亞周期脈沖中自啁啾的存在。但是，在光頻或者其他頻段的驗(yàn)證，以及少周期、多周期脈沖中啁啾特性的檢測與分析，依然是非常重要的。

目前還沒有這樣一套能夠?qū)γ}沖實(shí)現(xiàn)實(shí)時信號探測與啁啾特性檢測的系統(tǒng)或裝置，因此本發(fā)明將主要針對微波波段的時域脈沖進(jìn)行信號處理和啁啾特性的檢測與分析，這將對微波波段脈沖的傳輸以及亞周期范圍內(nèi)強(qiáng)場與原子相互作用的研究起到重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種實(shí)時微波脈沖啁啾檢測裝置及其檢測方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：

一種實(shí)時微波脈沖啁啾檢測裝置，包括信號采集器、中央控制器和顯示器，且信號采集器和顯示器均與中央控制器相連；

所述信號采集器具有用于與脈沖信號發(fā)生裝置相連的接口；

所述中央控制器包括用于接收信號采集器輸送的信息的接收模塊、用于對接收模塊輸出的信息進(jìn)行去噪濾波處理的預(yù)處理模塊、用于對預(yù)處理模塊輸出的信息進(jìn)行離散化處理并求取中心頻率值的處理模塊、基于處理模塊輸出的信息繪制啁啾特性曲線的繪圖模塊、保存繪圖模塊輸出的信息的保存模塊和基于繪圖模塊輸出的結(jié)果進(jìn)行啁啾特性判定的判定模塊；

所述接收模塊、預(yù)處理模塊、處理模塊、繪圖模塊、保存模塊和判定模塊依次相連；

且接收模塊與信號采集器相連，繪圖模塊、判定模塊均與顯示器相連。

采用本發(fā)明所述的一種實(shí)時微波脈沖啁啾檢測裝置實(shí)施的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟100，信號探測：信號采集器實(shí)時采集脈沖信號發(fā)生裝置輸出的微波脈沖信號，以得到實(shí)時的微波脈沖時域信號，且采樣點(diǎn)的總個數(shù)為N，采樣總時長為T，相鄰兩個采樣點(diǎn)間隔的采樣時間為Δt，微波脈沖信號的采樣頻率為fs，則T＝N·Δt；

信號采集器將采集到的微波脈沖時域信號輸送給中央控制器，中央控制器的接收模塊接收所述的微波脈沖時域信號；

步驟200，啁啾特性檢測：

步驟201，預(yù)處理模塊去噪濾波處理：首先，通過滑動平均濾波法將微波脈沖時域信號的毛刺剔除，得到平滑的微波脈沖時域波形A₁；然后，將微波脈沖時域波形A₁進(jìn)行傅里葉變換，得到對應(yīng)的微波脈沖頻譜B₁；接著將微波脈沖頻譜B₁中對應(yīng)于A₁的振鈴的毛刺B₂濾除，獲得新的微波脈沖頻譜B₃；最后，將微波脈沖頻譜B₃進(jìn)行傅里葉逆變換，得到干凈的微波脈沖時域波形A₂；

步驟202，處理模塊對微波脈沖時域波形A₂進(jìn)行離散化處理：在微波脈沖時域波形A₂的基礎(chǔ)上，將采樣總時長T進(jìn)行離散化分割，均分為k個時段；且任意第j時段具有n個采樣點(diǎn)，j∈{1,2,...,k}，且對任意第j時段的微波脈沖時域波形a_j進(jìn)行傅里葉變換，獲得微波脈沖時域波形a_j的微波脈沖頻譜b_j，并根據(jù)微波脈沖頻譜b_j求得對應(yīng)的功率譜P_j，且P_j＝|b_j|²；基于功率譜P_j，采用一階矩的方法求取第j時段的中心頻率值ω_j，即：

其中，f_j(i)是第j時段的功率譜P_j中，第i個采樣點(diǎn)所對應(yīng)的頻率值；

Δf_j為功率譜P_j中頻率軸上的頻率間隔，且

當(dāng)時，