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微分位相と信号処理による超高精度距離計測法

利用微分相位和信号处理的超高精度距离测量方法

基本信息

批准号：
04650376
负责人：
中山純一
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650376/
关键词：
距離計測レーダ・ソナー微分位相単一化ウインド信号処理

项目摘要

平成4年度には,(1)ハードウェアの開発,(2)信号処理系のコンピュータシュミレーションを行った。(1)ハードウェアの開発デジタル信号処理による位相検波回路を完成し,測定精度を検討した.受信信号と参照信号の両方を40kHzの中間周波に変換した後,高速AD変換器で波形をデジタル化して計算機に取り込み,次にこのデータをデジタル信号処理して位相と振幅を求める方式である.アナログ位相検波では,位相の測定精度は約1度であるが,デジタル信号処理では1/100度までに精度が向上すること,精度の限界は量子化雑音とタイミング系のジッタで決まることが実験的に確かめられた.また,位置が可変で調整できるモデル標的として,電磁石を利用したアクチュエータを試作した.(2)信号処理系のコンピュータシュミレーション原理的には,微分位相法により超高精度の距離計測が可能であるが,有限の信号対雑音比のもとでの測定精度をコンピュータシュミレーションにより検討した.帯域幅200KhZの水中ソナーの場合,従来方式での測定精度は不確定性原理で決まり3.75mmであるが,微分位相を用いるとS/Nが10dBの場合で約100倍測定精度が向上することを明らかにした.これは,最小自乗法による結果であるが,最尤推定アルゴリズムを用いれば,さらに精度の向上が期待できる.

In 2004,(1) the development of the signal processing system,(2) the development of the signal processing system. (1)The phase modulation loop is completed in the open circuit signal processing, and the measurement accuracy is discussed. After the intermediate cycle of the received signal and the reference signal is changed at 40kHz, the waveform of the high speed AD converter is changed to the phase of the computer, and then the phase of the signal is changed to the amplitude of the signal. The accuracy of phase measurement is about 1 degree. The accuracy of phase measurement is about 1/100 degree. The accuracy of signal processing is about 1/100 degree. The position of the electromagnet can be adjusted by adjusting the position of the electromagnet. (2)The differential phase method makes it possible to measure distance with ultra-high precision, but the measurement accuracy of signal to sound ratio is limited. When the band amplitude is 200kHz and the water is fine, the measurement accuracy of the differential phase is about 100 times higher than that of the uncertainty principle, and the S/N ratio is about 10dB. The results of the minimum self-determination method are as follows: