青岛科技大学自动化与电子工程学院，山东 青岛 266061
快速傅里叶变换是激光多普勒测速系统信号处理的一种常用方法，但在异步采样时存在频谱泄漏和栏栅效应，其处理精度偏低。为了提高检测精度，提出基于Nuttall窗函数和五项最大旁瓣衰减窗函数的混合卷积窗改进六谱线插值校正算法。混合卷积窗在保证良好的旁瓣特性的同时也能保证主瓣不过宽，改进六谱线插值可有效抑制栏栅效应在参数估计过程中的负面影响，提高分析精度。为了避免解高次方程，提出三次B样条插值来拟合插值系数，并推导出改进六谱线插值的频率校正公式。搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台，利用仿真数据和实测信号验证了本文算法在低信噪比环境下有较好的频率和速度测量精度。
激光光学 快速傅里叶变换 激光多普勒测速 频谱泄漏 混合卷积窗 六谱线插值 三次B样条 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714008
广东工业大学机电工程学院，广东 广州 510006
针对机械手中用于标定以及空间定位的激光测距装置测距精度不足、容易受工作环境等因素的影响，进而导致测量不准确，影响机械手空间标定以及定位的缺点，提出了一种基于全相位傅里叶变换（apFFT）的相位式激光测距系统。该系统采用apFFT算法来进行鉴相，进而得出实时测量的距离。相比于传统的基于傅里叶变换的相位式激光测距方法，该方法能够有效抑制实际应用中由于多种因素导致的频谱泄露现象。实验结果表明，该系统具有良好的稳定性和抑制频谱泄露能力，同时该系统的平均定位精度可以达到1 mm，满足实际工业生产制造的需求。
仪器，测量与计量 相位式激光测距仪 频谱泄露 全相位傅里叶变换 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0512004
1 北京航空航天大学 电子信息工程学院, 北京 100191
2 中国航天科技集团公司 北京宇航系统工程研究所, 北京 100076
介绍了一阶空频自适应处理(SFAP)算法的实现方式, 指出SFAP中截断FFT操作会造成频谱泄露, 分析了频谱泄露对SFAP算法抗干扰性能的影响。本文中采用加窗处理抑制频谱泄露, 并提出将全相位FFT(apFFT)应用到SFAP算法, 对加窗处理后的SFAP抗干扰性能进行了仿真研究。仿真结果表明, 截断FFT会造成频谱泄露, 加入不同的窗函数能够有效抑制截断FFT造成的频谱泄露, 从而不同程度地提升输出信干比(SIR)。相比传统的窗函数, 全相位窗能够更好地抑制频谱泄露, 更大程度地提升SFAP处理后的SIR。
空频自适应处理 频谱泄露 全相位FFT Space-Frequency Adaptive Processing(SFAP) spectrum leakage all-phase FFT 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(6): 978
1 空军工程大学 理学院,西安 710051
2 西安应用光学研究所,西安 710065
提出了一种可用于干涉条纹傅里叶变换分析的空间载波频率估计方法.通过干涉条纹的加窗切趾处理及旁瓣质心坐标的计算,得到空间载波频率的高准确度估计.基于傅里叶变换的位移定理,用估计的空间载波频率实现了载频的移除.模拟和实验结果表明此方法可以有效地抑制传统干涉条纹傅里叶变换分析中的载频移除误差和频谱泄漏误差.
光学测量 相位恢复 傅里叶变换 干涉图 载频估计 位移定理 频谱泄露 Optical measurement Phase retrieval Fourier transform Interferogram Carrier frequency estimation Shifting theorem Spectrum leakage 光子学报
2015, 44(11): 1112004
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
在正弦相位调制(SPM)干涉仪中,若调制频率或者采样频率发生变化将使干涉信号出现频谱泄漏,减小了谐波分量的幅值,在测量结果中引入了误差。对频谱泄漏的产生及其对测量精度的影响进行了理论分析,获得了频谱泄漏引入测量误差的计算方法。实验测得频率漂移量在-0.3～0.3 Hz内,得到的频谱泄漏引入的误差为0.3～7.9 nm,当超出这个范围时,频谱泄漏误差将迅速增长。实验结果与模拟分析结果一致。
测量 正弦相位调制干涉仪 频谱泄漏 离散傅里叶变换 测量精度 频率变化
