恭喜中國計量科學研究院;北京航空航天大學馮秀娟獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國計量科學研究院;北京航空航天大學申請的專利一種基于FFT、IFFT頻域濾波的信號切片與重疊計算的相位解調方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119071128B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-25發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411079642.5,技術領域涉及:H04L27/233;該發明授權一種基于FFT、IFFT頻域濾波的信號切片與重疊計算的相位解調方法是由馮秀娟;柯偉;李立京;何龍標;牛鋒;李旭;張小麗設計研發完成,并于2024-08-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于FFT、IFFT頻域濾波的信號切片與重疊計算的相位解調方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于FFT、IFFT頻域濾波的信號切片與重疊計算的相位解調方法,包括通過FFT后在頻域上置零不需要的頻率成分,實現高效的數字濾波;利用頻域復數乘法和IFFT獲得正交信號對;利用數據切片,重疊計算和解調結果重組極大地抑制了FFT算法存在的“端點效應”,從而實現相位解調。本發明解調流程中不需要傳統的數字濾波即可消除信號中的不必要頻率成分,并獲得正交信號對;可通過多個FFTIFFT模塊并行計算的方法,極大地提高計算的效率,不僅適用于離線情況下的相位解調,同樣可以在數字處理器,例如FPGA上進行實時相位解調;靈活性高,可針對特定的應用背景,設置不同的數據切片長度以加速相位解調過程。
本發明授權一種基于FFT、IFFT頻域濾波的信號切片與重疊計算的相位解調方法在權利要求書中公布了:1.一種基于FFT、IFFT頻域濾波的信號切片與重疊計算的相位解調方法,其特征在于:所述方法包括以下步驟:步驟1、對模擬外差干涉信號進行數字采樣,采樣率須滿足:fs2·BW其中,fs為采樣率,BW為信號帶寬,且有:BW=22vpλ+fv其中,vp為待測物體振動速度的幅值,λ為激光外差干涉儀的激光波長,fv為振動信號的頻率;步驟2、對采樣的數字信號進行重疊切片,原始的數據為連續的一維數字信號,將一維數據切片成適合進行FFT的片段,數據長度必須為2N,其中N為正整數,并設定相關參數如下:p1=2N-2Nm+1;p2=p1-1;p3=p1;p4=2N-p2-1;p5=2N-p1+12;p6=2N+1-p5;其中m取2,4,8,16,當m=4,N=8時則第1個數據片段為原數據的1~256,第2個數據片段為原數據的192~447;第3數據片段為原數據的383~638;第i個數據片段為原數據的191*i-190~191*i+65;步驟3、對每個切片的數據進行FFT,得到相應的頻域結果,然后根據實際濾波需求在頻域對不需要的頻率成分進行置零;步驟4、將步驟3得到的頻域結果的前半段乘以復數i;對步驟3得到的頻域結果的后半段乘以復數-i;步驟5、對步驟3得到的結果進行IFFT得到經過頻域濾波后的外差干涉信號SIND;對步驟4得到的結果進行IFFT,得到外差干涉信號的正交分量COSD;步驟6、數字處理器同步產生SIND和COSD的參考信號SINR與COSR,其中參考信號SINR與COSR均為數據長度為2N的正、余弦信號,其頻率與外差干涉信號的中心頻率相同;步驟7、對步驟六得到的SIND,COSD,SINR,COSR做如下處理: 將經過處理得到信號SIND-R和COSD-R進行反正切計算和相位展開: 其中,kπ是一個附加相位,k的值是一個整數;步驟8、將步驟7得到的解調相位的數據片段進行重組處理,每個數據片段的長度均為2N,對解調結果“掐頭去尾”,即只取每個數據片段的p5~p6部分數據,N=8,即丟棄1~32及225~256的數據,只取33~224共192個數據,將對應的數據片段進行拼接計算;步驟9、對完整的解調相位進行適當地CIC抽取濾波以降低數據率,并再經過數字低通濾波器濾除不必要的高頻成分。
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