1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
高精度地提取条纹频率信息是干涉粒子成像（interferometric particle imaging，IPI）技术的关键，本文提出一种基于简化联合插值（simplified-joint interpolation，S-JI）的快速条纹图频率细化算法。该算法利用傅里叶谱的实部和虚部得到亚像素精度的条纹频率，由于不需要计算频移量和再次频率细化（频移），降低了算法复杂度，缩短了计算时间。数值模拟表明，相比于联合插值（joint interpolation，JI）算法，本算法计算时间节省了2/3，且具有更优的频率估计精度和稳定性。对25 μm和70 μm的标准粒子进行了测量，获得的粒径测量相对误差小于0.3%。研究结果表明，该算法可用于高速喷射粒子场的高精度测量。
干涉粒子成像（IPI） 颗粒测量 傅里叶变换 S-JI算法 频率提取 interferometric particle imaging (IPI) particle measurement Fourier transform simplified-joint interpolation (S-JI) algorithm frequency extraction
1 山西大学 激光光谱研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室，山西 太原 030006
2 中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆 400060
3 中电科芯片技术（集团）有限公司，重庆 401332
提出了一种基于差分共振光声池的傅里叶变换光声光谱技术，并系统地评估了其在宽带检测和多气体同步检测方面的性能表现。通过引入干涉仪的相位调制和机械斩波器的强度调制，实现了对宽带光源的统一调制，从而实现了傅里叶变换光谱与谐振光声探测模块的高效结合。实验采用卤钨灯热光源与碳棒热光源对甲烷、乙炔等单组分气体及其多组分混合气体进行检测，实现了在1~20 μm波段范围内的宽带响应。结果表明，傅里叶变换光声光谱技术融合了傅里叶变换光谱和光声光谱的优势，具备宽光谱响应、高分辨率、并行复用、无背景干扰及无波长选择的特性，可支持气体宽带检测和多气体同步检测，展现出全光谱检测的潜力，广泛适用于从可见光到红外甚至太赫兹波段的检测应用。
傅里叶变换光声光谱 多气体同步检测 宽带检测 光声池 全光谱 Fourier transform photoacoustic spectroscopy simultaneous multi-gas detection broadband detection photoacoustic cell full-spectrum
1 河北工业大学电子信息工程学院，天津 300000
2 天津先进技术研究院，天津 300000
3 国防科技大学电子科学学院，长沙 410000
为了更准确地检测和识别黑飞无人机，需要在低信噪比(SNR)条件下对无人机射频信号进行检测和识别。针对无人机射频信号在低信噪比情况下的识别问题，提出了一种基于改进残差神经网络的无人机射频信号识别方法。首先，使用短时傅里叶变换将无人机信号转化为二维时频图像，作为神经网络的输入；然后，搭建改进的ResNet18，引入通道注意力机制和空间注意力机制，并且采用正则化策略和自适应调整策略，提高在低信噪比条件下无人机射频信号的识别准确率。实验结果表明，在信噪比为-15 dB时，该模型对16类无人机射频信号的识别准确率达到0.906 2，相比ResNet18网络提升了0.074 0，且性能优于EfficientNet、MobileNetv2、GoogLeNet等网络模型方法，在实际噪声条件下性能也有所提升，具有较好的噪声鲁棒性与抗混淆能力。
信号识别 短时傅里叶变换 注意力机制 signal recognition short-time Fourier transform ResNet18 ResNet18 attention mechanism
1 桂林电子科技大学,信息与通信学院，广西 桂林 541000
2 桂林电子科技大学,广西无线宽带通信与信号处理重点实验室，广西 桂林 541000
针对圆迹合成孔径雷达（SAR）传统成像算法分辨率受限且旁瓣较高、成像质量较低的缺点，提出了一种分数阶傅里叶变换（FrFT）和正交匹配追踪（OMP）算法相结合的圆迹SAR三维成像算法。首先，建立圆迹SAR的回波模型，在对成像算法进行优选后利用分数傅里叶域中线性调频（LFM）信号的能量集中特性，用FrFT进行脉冲压缩以提高距离向分辨率；之后，根据圆迹SAR信号的稀疏特点使用OMP算法对各距离单元信号进行方位角和俯仰角的估计，做到以少数据量实现高分辨成像。仿真结果表明，所提算法在距离维峰值旁瓣比上相比迭代自适应估计（IAA）算法降低14％，相比OMP算法降低13％；在角度维上相比IAA算法降低4％。
圆迹合成孔径雷达 分数阶傅里叶变换 正交匹配追踪算法 三维成像 circular SAR FrFT OMP three-dimensional imaging
1 上海工程技术大学机械与汽车工程学院机器人研究所，上海 201620
2 上海大型构件智能制造机器人技术协同创新中心，上海 201620
Overview: A wearable fiber Bragg grating neck pulse monitoring device has been designed to address the shortcomings of current neck pulse monitoring devices, including inconvenience in wearing and complex signal processing. This device is not affected by temperature, offers portability and comfort, enhances monitoring sensitivity, and can track the neck pulse frequency of the human body under different states. The device has been optimized for comfort, ensuring that users experience greater comfort during monitoring. Calibration experiments have shown that its pressure sensitivity is 40 pm/N, with a fitting goodness of 0.9985. The error between the theoretical sensitivity and the calibration experimental sensitivity is only 2.663%, which is relatively low. A temperature comparison experiment was conducted, and the maximum error was found to be 1.750%, demonstrating that the performance of the device is minimally affected within a certain temperature range. The device underwent 72 h aging experiments under temperature and force conditions, and the maximum wavelength variation at adjacent time points was 1.12 pm and 1.11 pm, indicating minimal change and proving that its performance is not significantly affected under these conditions. The device was subjected to a 1 h signal attenuation experiment, where the maximum attenuation rate was less than 0.1%, indicating that the signal attenuation over the hour was negligible. volunteer 1 used the device to monitor the neck pulse for 10 s at 15:00, 17:00, 19:00, 21:00, and 23:00 on the same day. The ICC coefficient of the five monitoring data points was 0.99383, indicating high consistency between the five sets of data. The device was used to monitor volunteers 1 and 2 under sitting and lying down in different states (resting, exercise, and vigorous exercise) for 10 s each, and it was observed that while the peaks and valleys of the pulse waves exhibited some differences, their periodicity was almost consistent. The first complete cycle of each state was processed and analyzed by spline interpolation, and the results of comparison with theoretical pulse wavelength changes showed consistent trends. Fourier transform processing was applied to the data, and the frequency error with that of wristbands and pulse oximeters was found to be less than 10%. Pearson correlation coefficient of the periods for different states yielded a correlation greater than 0.9. Finally, random forest was used for predictive analysis, and the evaluation results showed that the prediction was accurate. The analysis above indicates that the neck pulse monitoring device can effectively monitor the neck pulse of the human body.
光纤布拉格光栅 颈部脉搏监测 傅里叶变换 皮尔逊相关系数 随机森林 fiber Bragg grating neck pulse monitoring Fourier transform Pearson correlation coefficient random forest
为拓展紧凑型高频地波雷达（HFGWR）的应用领域，针对单站紧凑型HFGWR探测飞机目标的场景进行研究。通过探讨高速目标对距离谱和多普勒谱的影响及获取高速目标的速度和距离信息所面临的挑战，推导出线性调频中断连续波（FMICW）波形参数设计的约束条件，并针对长、短相干积累时间，分别设计了相应的波形参数进行数值仿真。研究表明，在长积累时间条件下，采用广义Radon傅里叶变换（GRFT）方法消除距离和多普勒频率的徙动，实现了目标能量的有效积累和运动参数的精确估计；在短积累时间条件下，通过时频分析结合贪婪算法，先估算目标的运动参数，再对距离慢时间信号进行补偿，显著提升了目标信噪比。通过理论推导和数值仿真，验证了单站紧凑型HFGWR探测高速目标的可行性，并为后续的实地测试奠定了理论基础。
紧凑型高频雷达（HFGWR） 飞机目标 广义Radon傅里叶变换（GRFT） 时频分析 线性调频中断连续波（FMICW） compact High Frequency Ground Wave Radar(HFGWR) aircraft targets Generalized Radon Fourier Transform(GRFT) time-frequency analysis linear Frequency Modulated Interrupted Continuous 太赫兹科学与电子信息学报
2025, 23(5): 502
长沙理工大学化学化工学院，湖南 长沙 410114
为解决现阶段油品老化分析工作复杂、误差大等问题，提出一种红外光谱与机器学习（ML）相融合的技术。借助傅里叶变换中红外（FT-MIR）光谱仪采集三种变压器油在不同老化时间的样本光谱，运用多种预处理方法对样本光谱进行预处理，以自动寻峰并求得特征峰面积之和。采用偏最小二乘回归（PLSR）和粒子群优化-支持向量机回归（PSO-SVR）算法建立了变压器油老化程度定量分析模型，研究并分析了多种光谱数据预处理方法对红外光谱降噪、基线校正等处理效果以及对两种模型定量分析效果的影响。结果表明，油品光谱预处理效果最好的是平滑法，其中SG+SVR和SG+PLSR模型拟合优度（R2）分别为0.981 4、0.991 3，平均绝对误差（MAE）为0.312 4、0.288 0，均方根误差（RMSE）仅有0.097 7、0.379 0。在合适的预处理条件下，两种机器学习算法鲁棒性和可靠性均较强，模型预测值与实际值间差异极小。
机器学习 傅里叶变换中红外光谱 变压器油 老化程度 粒子群优化-支持向量机回归（PSO-SVR） 偏最小二乘回归（PLSR） Machine learning Fourier-transform mid-infrared-spectroscopy Transformer oil Degree of aging PSO-SVR PLSR
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院，江苏 南京 210044
2 江苏省大气光电智能感知技术工程研究中心，江苏 南京 210044
3 中铁三局集团华东建设有限公司，江苏 南京 211153
4 江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室，江苏 南京 210044
5 剑桥大学工程系，英国剑桥 CB2 1PZ
为提高基于短时傅里叶变换的布里渊光时域反射（STFT-BOTDR）系统的解调数据信噪比（SNR），采取对经STFT处理后的时频数据中相同频率点序列所对应的时域数据组份去噪的模式，提出了一种三角拓扑聚合（TTA）优化变分模态分解（VMD）的自适应去噪算法。该方法自适应寻找VMD模态分解参数与惩罚因子最优组合，将STFT时频数据中同频时域数据分解为多个本征模态函数（IMF），并通过样本熵和方差贡献率的联合判据对信号重构范围进行客观量化。实验结果表明，解调系统SNR获得大于8 dB的提升，能够有效改善STFT-BOTDR系统的解调性能。
分布式光纤传感 短时傅里叶变换 三角拓扑聚合 变分模态分解 信噪比
华北理工大学电气工程学院，河北 唐山 063210
微塑料（Microplastics，MP）在水体环境中广泛分布，可通过摄入等途径进入生物体内，威胁着人类的健康。近些年来，这种污染已经被列为十大污染之一，所以建立一个高灵敏度，高准确度的微塑料检测方法是当务之急。在水体中微塑料的检测领域，拉曼光谱法和傅里叶变换红外光谱法相对于其他检测手段，具有灵敏度高、准确度高和速度快等优势，对这两种方法的结构和原理进行了介绍，综述了近些年来傅里叶变换红外光谱法和拉曼光谱法对水体中微塑料检测方面的最新研究进展，并对未来发展趋势作出了展望。
微塑料 水体污染物 傅里叶变换光谱法 拉曼光谱法 microplastics seawater pollutant fourier transform spectroscopy raman spectroscopy
