一种用于电学层析成像系统的多频递推解调方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电学层析成像系统的多频递推解调方法，其特征在于：其包括下列步骤：(1)根据激励信号的m个分量频率和系统采样频率建立初始方程和递推方程；(2)以激励信号零相位时刻为起始时刻，根据测量信号在紧邻起始时刻之后的2m个采样点数据按照步骤(1)中的初始方程计算出数据矩阵B和状态矩阵P的初始值；(3)将其初始值及新增采样点数据代入步骤(1)中的递推方程，以更新B和P；(4)判断解调结果是否满足系统精度要求，若不满足则返回步骤(3)，若满足则结束解调，并输出测量信号的m个频率分量的幅值和相位数据。上述递推解调方法最少只需2m个采样点数据，且增加采样点数可提高解调精度和抗噪声能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于分布参数测量领域。
技术介绍
电学层析成像(Electrical Tomography)通过对被测对象施加电激励，并检测其边界值的变化，利用特定数学手段反演被测对象内部的电学参数分布，从而得到对象内部的物质分布。与其它层析成像技术相比，电学层析成像具有无辐射、响应速度快、价格低廉等优势。由于电学层析成像多应用于工业多相流检测和医学检测等领域，被测对象通常表现为相对复杂电学特性，且其随激励频率的变化而变化。因此，为获得被测对象内部电学参数更加丰富的频谱特性，越来越多的电学成像系统采用多种频率正弦信号相叠加的混频激励方式。然而，混频激励的方式也给测量带来了更多的困难，尤其体现在解调方式上。为实现多频率信号解调的相敏解调，通常将测量信号的每一个频率分量与激励信号的对应分量分别解调以得到测量信号在不同频率分量下幅值和相位信息。传统的模拟多频相敏解调的方式需要与激励频率分量数量相同的相敏解调器，大大的增加了硬件电路规模和复杂度，降低了系统的实时性。随着数字技术的高速发展，基于数字处理器的数字相敏解调方法以其良好的测量实时性和简洁的硬件电路结构而受到研究者越来越多的关注。数字相敏解调方法首先利用高速模数转换器对被测信号进行采样，然后利用高性能数字信号处理器件，如FPGA、DSP等，采用数值计算的方法提取被测信号的幅值和相位信息。目前最为常用的数字相敏解调方法为正交序列解调方法，应用到多频电学层析成像系统中时，要求采样序列长度必须覆盖混频激励信号的整数个周期(由最低频率分量的信号周期决定)才能解调出测量信号在所有频率分量下的幅值和相位信息，这在很大程度上降低了解调方法的灵活性，同时也限制了解调速度的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，可在少于一个完整混频信号周期的时间内得到精度较高的解调结果，且随着代入递推过程的采样点数的增加，可提高解调结果的抗噪声性能。本专利技术所提供的，包括下列步骤步骤一、根据系统激励信号的m个分量频率f1; f2，. . .，fm以及采样频率fs建立初始方程和递推方程权利要求1. ，其特征在于其包括下列步骤步骤一、根据系统激励信号的m个分量频率以及采样频率fs建立初始方程和递推方程全文摘要本专利技术涉及，其特征在于其包括下列步骤(1)根据激励信号的m个分量频率和系统采样频率建立初始方程和递推方程；(2)以激励信号零相位时刻为起始时刻，根据测量信号在紧邻起始时刻之后的2m个采样点数据按照步骤(1)中的初始方程计算出数据矩阵B和状态矩阵P的初始值；(3)将其初始值及新增采样点数据代入步骤(1)中的递推方程，以更新B和P；(4)判断解调结果是否满足系统精度要求，若不满足则返回步骤(3)，若满足则结束解调，并输出测量信号的m个频率分量的幅值和相位数据。上述递推解调方法最少只需2m个采样点数据，且增加采样点数可提高解调精度和抗噪声能力。文档编号H03D7/16GK102570984SQ20121001646公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日专利技术者周海力, 徐立军, 曹章, 曾轶 申请人:北京航空航天大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹章，周海力，徐立军，曾轶，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：