针对目前国内真有效值(RMS)测量芯片依赖进口的问题, 提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字式高精确度的真有效值测量方案。首先利用 FPGA设计有限长单位冲击响应滤波器(FIR)对 AD采样后的数据进行滤波, 然后采用改进的有效值计算式计算信号的真有效值, 最后取连续 8个周期真有效值的平均值作为最终的测量结果。通过设计串行的开方运算、除法运算的算法, 降低 FPGA的使用资源。经过样机实际测试表明, 测量结果与信号真值的相对误差低于 0.5%。该方案测量精确度高, 一致性好, 使用资源少, 对于真有效值数字测量芯片的设计和真有效值测量具有一定的参考价值。

制冷型红外探测器有响应快、灵敏度高和探测距离远的特点，在智能光电装备中应用广泛。然而在实际应用场景中会经历冲击激励，引起冲击响应，为了确保制冷型红外探测器能够胜任复杂多变的苛刻环境，在设计阶段进行冲击响应谱环境适应性研究十分必要。基于应用的动力学环境，通过计算与仿真键合引线弧形受力与位移，综合考虑引线材料特性，优选设计引线材料与键合弧形，并对引线键合工艺进行优化，最终通过了 1000g量级的冲击响应谱试验。

有限长单位冲击响应滤波器 (FIR)是合成孔径雷达 (SAR)系统的重要组成部分。为综合考虑资源与性能对系统的影响，基于现场可编程门阵列 (FPGA)设计实现了位宽、阶数可配置的 SAR雷达信号处理 FIR系统，首次完成了合理范围内的只读存储器 (ROM)地址位宽和所有输入并行度设置下的分布式算法 (DA)结构对比实验，并对不同结构实现下的系统性能资源比进行了全面分析和比较，得到了最优化高并行度 DA结构。实验结果表明在 ROM地址位宽为 4或 5时性能资源比最好；性能资源比随输入并行度的提高而提高，当输入并行度为输入数据位宽时，性能资源比提高 24%至 117%。对比传统的全串行结构、全并行结构和 DA结构，经 ROM地址位宽和输入并行度优化后的 DA结构的性能资源比分别提高了 3 110%,76%和 86%。

设计了一种基于柔性铰链结构的光纤光栅加速度传感器, 进行了结构理论分析, 并构建有限元模型仿真分析了传感器的加速度传感特性。基于F-P滤波器构建了具有温度自补偿功能的光纤光栅加速度检测系统, 并通过增加反馈控制电路, 对F-P滤波器进行反馈控制, 实现了系统的零点自温度补偿。对系统的特性进行了实验测试, 结果表明: 系统对加速度的连续激励信号和冲击激励信号均有良好的动态响应, 系统的固有频率为380.0 Hz, 动态响应范围可达65.6 dB, 频率响应范围为10.0 ~240.0 Hz, 灵敏度为236 pm/g, 所设计的加速度传感器具有较强的横向抗扰能力, 干扰方向灵敏度仅为工作方向灵敏度的3.5%。

以一种火箭弹红外成像导引头位标器为研究对象, 利用 ANSYS建立了位标器的有限元分析模型并分析了位标器机械结构部分的可靠性, 首先模拟了导引头位标器在极限温度下－10℃和 50℃的热力分析, 然后对位标器进行了模态分析并得到了几种固有频率, 最后根据位标器的冲击要求进行了冲击响应分析, 计算结果表明导引头的机械结构的可靠性满足精度要求。

由于惯性冲击力是压电惯性驱动器产生运动的关键, 故本文探讨了方波激励下压电振子的惯性冲击力大小。推导了压电双晶片振子在方波激励下的冲击响应, 分析了惯性冲击力的时域特性和幅频特性, 分析得到方波激励下惯性冲击力信号频率主要集中在0~500 Hz。采用加速度传感器初步测试了压电双晶片振子的加速度参数, 测试结果与理论模型相近。结合压电双晶片振子的端部惯性质量计算得到惯性冲击力的数值, 利用快速傅里叶算法获得了加速度参数的幅频特性。最后, 采用摩擦学的方法对惯性冲击力的数值进行了验证, 验证结果表明两种方法的最大相对误差为898%, 表明加速度传感器测试惯性冲击力是可行的。

采用三维射线追踪对非空旷室内可见光传输环境中的信道冲击响应和光源位于天花板不同位置时的均方根(RMS)时延扩展进行估算。在此基础上采用有限状态马尔可夫链对室内可见光衰落信道进行建模，得到非空室内可见光信道冲击响应的分布。研究结果表明，随机分布反射物对非视距（NLOS）传输环境的信道冲击响应的影响相比视距（LOS）传输环境要大，光源位于天花板角落时均方根时延扩展比其他位置要大，多径效应也更为明显。

氧气是发动机燃烧过程的必需成分，在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点，设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱算法的方案完成了氧气吸收微弱信号的提取和浓度反演。根据TDLAS工作原理和吸收信号特征，对二阶导数谱用于气体浓度反演的理论依据进行了推导，在此基础上提出一种基于FIR的数字滤波方案来完成吸收信号的噪声滤除和二阶导数谱的提取。实验结果证明，该方案简单易行，提高了检测信噪比，降低了检测限，浓度反演结果准确、线性良好。

随着科学技术的不断进步和发展,越来越多的新型复合材料构件在工业制造过程中被采用,然而复合材料 在服役过程中一旦损坏将造成巨大的损失,因此对复合材料的结构健康检测显得十分重要。将布拉格光纤 光栅(FBG)传感技术应用于玻璃纤维复合材料薄板检测,采用主动冲击的方式在玻璃纤维复合材料板上 激励声波,采集损伤前后的冲击响应信号,研究了基于小波包能量谱冲击响应的损伤识别。通过小波包分解, 得到损伤前后的小波能量谱变化比直方图,比较图中各阶小波包能量比,能够实现复合材料的损伤识别。

引入材料色散和漏泄模式光线的传输效应,对D.Gloge多模光纤脉冲响应公式进行修正,利用修正后公式数值计算了在闪烁光激励下纤芯半径为0.1 mm、长50 m的石英阶跃光纤的冲击响应波形,该波形近似一高斯函数,半高宽为3 ns,前沿比后沿慢0.8 ns,且后沿存在拖尾。用该响应波形通过数值方法得到了闪烁体-光纤系统时间响应波形,与实验结果相比较,两者基本吻合。