[發(fā)明專利]一種類高斯成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110230898.1
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN113189634B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建斌;喻杰
• 申請（專利權(quán)）人: 四川新先達(dá)測控技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01T1/36
• 分類號(hào): G01T1/36;G06F17/10
• 代理公司: 成都為知盾專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51267
• 代理人: 李漢強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種類高斯成形方法，對(duì)輸入的信號(hào)作類高斯成形濾波卷積處理，其包括兩次卷積處理，步驟如下：S1:對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行第一次卷積處理，以實(shí)現(xiàn)雙極性成形；S2:對(duì)S1得到的信號(hào)進(jìn)行第二次卷積處理，以實(shí)現(xiàn)類高斯成形。本發(fā)明同時(shí)具有高斯成形與雙極性成形的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)高分辨率能譜的同時(shí)，具有較好的抗噪能力，對(duì)比常用的數(shù)字成形方法還具有抗基線漂移能力。因?yàn)槠涫侨珨?shù)字化的，對(duì)比模擬高斯成形數(shù)字類高斯成形的參數(shù)易于調(diào)節(jié)，對(duì)比數(shù)字S?K濾波器脈沖去掉了拖尾對(duì)稱性更好，脈沖寬度更窄適合于高計(jì)數(shù)率時(shí)的能譜測量，為了提高濾波效果數(shù)字類高斯成形濾波方法還可以兩次重復(fù)使用，達(dá)到更好的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種類高斯成形方法。

背景技術(shù)

核能譜測量是進(jìn)行放射性測量及物質(zhì)成分分析的重要方法之一。在核能譜測量系統(tǒng)中，核輻射探測器輸出的核脈沖信號(hào)上升很快，但下降時(shí)間很長，不僅影響能量分辨率，而且影響能譜曲線的峰位。解決這個(gè)問題的常見方法是將核脈沖信號(hào)成形。高斯成形在能量分辨率高及彈道虧損等方面的綜合性能較好，因此高斯成形是核脈沖成形的一個(gè)主要研究方向。模擬高斯成形系統(tǒng)常使用模擬 S-K濾波器實(shí)現(xiàn)，但一方面模擬系統(tǒng)在穩(wěn)定性、靈活性及譜峰漂移等方面存在諸多不足，另一方面，隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化成為核分析儀器發(fā)展的主要方向，而數(shù)字化的關(guān)鍵是數(shù)字脈沖成形，因此數(shù)字高斯成形成為數(shù)字核脈沖信號(hào)處理研究的熱點(diǎn)。

由于高斯信號(hào)的對(duì)稱與完備性，在核信號(hào)處理與核數(shù)據(jù)處理中高斯濾波方法被大量使用，由于高斯濾波算法比較復(fù)雜，構(gòu)造實(shí)時(shí)的數(shù)字高斯濾波器有難度，核信號(hào)模擬處理時(shí)一般采用S-K濾波器來實(shí)現(xiàn)，核信號(hào)數(shù)字處理目前國內(nèi)外主要以研究數(shù)字梯形濾波器為主流，CUSP濾波器，鋸齒濾波器作為PSD研究，沖激濾波器等用于高計(jì)數(shù)率研究的補(bǔ)充方法。

發(fā)明人在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)，這些現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問題：

各種成形方法的對(duì)比見圖2，基于模擬系統(tǒng)構(gòu)建的數(shù)字S-K濾波器主要不足在于計(jì)算較復(fù)雜，必須采用浮點(diǎn)運(yùn)算，成形后的脈沖拖尾比較嚴(yán)重，脈沖左右兩邊的對(duì)稱性還有待提高，單級(jí)的數(shù)字S-K還可能有反沖信號(hào)等。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述存在之不足，本發(fā)明的發(fā)明人通過長期的探索嘗試以及多次的實(shí)驗(yàn)和努力，不斷改革與創(chuàng)新，提出了一種類高斯成形方法，其穩(wěn)定可行，性能優(yōu)良，我們研究的基于卷積的類高斯成形濾波器來自于數(shù)字梯形成形與雙極性成形，同時(shí)具有高斯成形與雙極性成形的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)高分辨率能譜的同時(shí)，具有較好的抗噪能力，對(duì)比常用的數(shù)字成形方法還具有抗基線漂移能力。因?yàn)橄到y(tǒng)是全數(shù)字化的，對(duì)比模擬高斯成形數(shù)字類高斯成形的參數(shù)易于調(diào)節(jié)，對(duì)比數(shù)字S-K濾波器脈沖去掉了拖尾對(duì)稱性更好，脈沖寬度更窄適合于高計(jì)數(shù)率時(shí)的能譜測量，實(shí)時(shí)數(shù)字系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)算法也要簡單很多，與AD采樣系統(tǒng)可以高速并行，對(duì)比基于凹凸成形的組合實(shí)現(xiàn)的類高斯成形算法更簡單。為了提高濾波效果數(shù)字類高斯成形濾波器還可以兩級(jí)串聯(lián)使用，達(dá)到更好的效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：提供一種類高斯成形方法，對(duì)輸入的信號(hào)作類高斯成形濾波卷積處理，其包括兩次卷積處理，步驟如下：

S1:對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行第一次卷積處理，以實(shí)現(xiàn)雙極性成形；

S2:對(duì)S1得到的信號(hào)進(jìn)行第二次卷積處理，以實(shí)現(xiàn)類高斯成形。

根據(jù)本發(fā)明所述的一種類高斯成形方法，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是：第一次卷積的處理過程如下：

y(t)＝x(t)*H1(t)＝x(t)-x(t-tc)。

根據(jù)本發(fā)明所述的一種類高斯成形方法，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是： H1(t)為系統(tǒng)卷積函數(shù)，其定義如下：

H1(t)＝δ(t)-δ(t-tc)，

上式中tc為脈沖截?cái)鄬挾取?/p>