[发明专利]一种窄谱段干涉信号的数字欠采样方法

权利要求书

1.一种窄谱段干涉信号的数字欠采样方法，其特征在于步骤如下：

步骤一：对探测器探测到的窄谱段干涉信号进行过采样信号采集，将过采样采集得到的信号传送到过采样系统中生成过采样干涉数据Data_i并发送至数字带通滤波器；

步骤二：根据步骤一中过采样采集得到的任一谱段B_i的干涉信号，计算该谱段带宽ΔB_i及欠采样抽取率Ni；

步骤三：根据步骤二计算所得谱段带宽ΔB_i及欠采样抽取率N_i，对过采样干涉数据Data_i进行抗混叠滤波处理，得到滤波后的干涉数据Data_iF；

步骤四：根据采样抽取率N_i对步骤三所得的干涉数据Data_iF进行欠采样抽取，得到欠采样抽取后的数据Data_{iF_us}；

步骤五：对步骤四所得欠采样抽取数据Data_{iF_us}进行光谱复原，确定光谱复原系数n_i并得到该谱段的信号真实带宽B_i；

步骤六：重复步骤二至步骤五，完成全部谱段干涉信号的数字欠采样及光谱复原。

2.根据权利要求1所述的一种窄谱段干涉信号的数字欠采样方法，其特征在于：进行过采样信号采集的硬件过采样系统带宽为B_W，确定步骤如下：

(1)根据窄谱段干涉信号中的干涉仪光程差扫描速度v和所有谱段中的最大波数υ_max得到所有谱段中最高信号频率分量f_max，计算公式如下：

f_max＝υ_max*v

(2)根据计量激光的波数υ_laser和扫描速度v计算采样频率f_s，计算公式如下：

f_s＝υ_laser*v

(3)从区间(f_max，f_s/2)中选取带宽B_W。

3.根据权利要求2所述的一种窄谱段干涉信号的数字欠采样方法，其特征在于：所述步骤二中谱段带宽ΔB_i及欠采样抽取率N_i的计算步骤如下：

(a)根据某一谱段B_i的干涉数据计算该谱段的最小频率分量f_{min_i}、最大频率分量f_{max_i}，计算公式如下：

f_{min_i}＝υ_{min_i}*v

f_{max_i}＝υ_{max_i}*v

其中，υ_{min_i}、υ_{max_i}分别为该谱段的最小波数、最大波数；

(b)根据步骤(a)中所得最小频率分量f_{min_i}、最大频率分量f_{max_i}计算该谱段信号带宽ΔB_i，计算公式如下：

ΔB_i＝f_{max_i}-f_{min_i}

(c)根据带宽ΔB_i计算欠采样抽样率N_i，计算公式如下：

其中公式[x]表示不大于x的最大整数，N_i需同时满足关系式：

4.根据权利要求3所述的一种窄谱段干涉信号的数字欠采样方法，其特征在于：所述步骤三中抗混叠滤波处理时滤波器参数设计满足条件如下：

(a)低端截止频率f_{CL_i}和高端截止频率f_{CH_i}设定应满足：

(b)控制干涉信号在[f_{CL_i}，f_{CH_i}]频率区间之外的带外信号衰减在10dB到20dB之间；

(c)控制在[f_{min_i}，f_{max_i}]频率区间内响应平坦度在0.1dB到0.8dB之间；