针对低截获概率雷达信号设计中的复杂度问题，提出了一种新型复合调制信号，即脉间Costas频率编码、脉内混沌二相码（CTPC）的Costas/CTPC复合信号。混沌二相码的引入，增加了信号相位的随机性。然后理论上分析了该复合调制信号的组成。最后通过仿真，对参数优化过后Costas/CTPC信号的自相关函数、互相关函数、功率谱密度和模糊函数进行了分析。仿真结果表明：该信号相比Costas信号、Costas/Bark信号、LFM/Bark信号及Costas/LFM信号具有更好的自相关性能，同时还具有良好的抗干扰性能和极低的截获性能，十分适合应用于低截获概率雷达系统中。

从动态光散射信号中反演纳米颗粒粒度分布，结果准确性和重复性受测量的自相关函数数据点影响，数据点长度不同会导致不同的反演结果。为了解决该问题，提出了一种根据拟合自相关函数的均方根误差来截断自相函数的方法，该方法通过设置拟合误差阈值来自适应地选择最佳自相关函数数据点数。实验结果表明，使用均方根误差阈值方法获得的颗粒粒度分布比其他方法获得的结果具有更高的准确性和更好的重复性。

流速是流动气溶胶动态光散射(DLS)测量的重要制约因素。采用层流条件下的散射光强自相关函数(ACF)反演模拟和实测的流动气溶胶DLS数据，分析了流动对气溶胶颗粒粒度分布(PSD)测量的制约机制。结果表明，流速增加对气溶胶PSD反演结果的强烈影响不能通过流速的贡献在光强ACF模型中表达。导致粒度反演困难的原因是，流速的增加加剧了ACF所在的病态方程的病态性，表现为方程核矩阵条件数的增加。从信号分析的视角，是由于流速的增加降低了光强ACF中粒度信息的幅值。流速的影响与被测气溶胶的粒径有关，这种与粒径的关联性，可以通过表征布朗运动的扩散特征时间和表征气溶胶流动的平移特征时间之比进行评估。扩散与平移的特征时间比，既可表征DLS测量时流速对不同粒径气溶胶的不同影响，也可为实际测量时根据测量对象进行流速选择提供依据。

在聚乙烯材料管道生产制造过程中，管道厚度精确测量是影响管道生产质量的一个重要技术问题，太赫兹非金属厚度透射测量过程中，通过测量两次透射信号的光程时间差与材料折射率计算 得到样品厚度参数，为了准确提取两次透射信号的光程时间差值，需要对原始时域信号进行信号表征。通过高斯滤波反卷积得到脉冲响应函数表征时域信号已经成为了一种成熟且有效的技术手段。 但一方面由于太赫兹波在聚乙烯材料中的传播存在明显的频散现象，同时其透射率高回波信号较弱，导致信噪比较低，在脉冲响应函数提取过程中放大了干扰信号的比重，造成信号失真、淹没，无 法准确提取信号。本文通过对带通滤波后的时域信号采用修正型自相关算法进行自相关性分析，再结合高斯滤波反卷积运算，得到改进后的脉冲响应函数。旨在解决太赫兹非金属测量领域时域信号 表征问题。改进算法实验结果显示加强了信号的清晰度，解决了因杂波信号干扰造成的脉冲响应信号失真或淹没情况，显著提高了脉冲响应信号信噪比。

为充分利用自相关函数(ACF)衰减延迟时段的有效粒度分布信息,提出基于光强ACF重构的信息反馈式偏差加权方法,通过逐次利用偏差加权反演减小下一次偏差,直到信息偏差达到限定的最小值,即反演所得分布重构的ACF与光子相关器得到的ACF达到所要求的吻合程度。对不同噪声水平下的宽分布和近双峰分布颗粒体系模拟数据进行反演,结果表明:与常规加权反演方法相比,所提方法可以获得更准确的宽分布和近双峰分布反演结果,并具有更好的抗噪声性能。采用标准聚苯乙烯乳胶颗粒实测数据的反演结果验证了这一结论。

利用循环平稳特性对通信信号进行参数估计是一种常用的处理方法。由于通信信号在循环频率域具有稀疏特性, 可以利用随机测量有效降低采样处理的数据量, 减轻硬件负荷, 并基于压缩采样值进行信号参数估计。然而, 在稀疏建模时通常将连续的信号参数空间划分为有限数量的均匀网格, 引起基不匹配问题, 使得信号在某个假定的离散变换基(傅里叶基、小波基等)下并不稀疏, 从而严重影响信号参数估计精确度。为解决这个问题, 本文利用原子范数描述循环频率域的连续性和稀疏性, 提出一种随机测量条件下的高精确度循环自相关函数无网格估计方法。仿真实验表明, 这种无网格估计方法能够有效降低循环自相关函数的估计误差。

为了克服线性调频技术中的旁瓣过高的缺点,提出一种基于非线性调频技术的光脉冲压缩反射仪方案.将非线性调频脉冲信号通过单边带调制器调制到光信号上,并将光电探测器接收到的瑞利散射、端面反射等信号和该非线性调频脉冲信号进行匹配滤波,得到脉冲压缩曲线.理论、数值仿真和实验证明了非线性调频技术能有效抑制光脉冲压缩反射仪中的旁瓣.实验结果表明,使用相干长度为2km的光源,该方案的测量距离可达5.4km、空间分辨率达16.5cm、非线性调频的旁瓣抑制比比线性调频高5.8dB.

采用激光照射粗糙工件表面形成散斑图像，通过自相关函数分析散斑图像的二阶统计特性，使用分形算法提取散斑图像自相关函数矩阵的参数，建立分形维数与表面粗糙度对应的样本集合。用最小二乘法多项式拟合该样本集合，得到散斑图像与表面粗糙度值间的多项式关系。实验结果表明，基于激光散斑分形维数的表面粗糙度测量方法是可行的且适用于在线高精度粗糙度检测，在检测时间上从数十秒级提高到秒级，检测精度达到微米级。

为研究高速摄影中激光相干噪声的影响因素,降低激光照明中散斑噪声对高速摄影成像质量的影响,对激光照射表面的粗糙程度与形成的散斑场统计特性之间的关系进行了研究。基于菲涅尔-基尔霍夫衍射原理,分析了高斯光束入射在随机粗糙表面上经反射形成的散斑图样,通过对大量散斑图样的数据统计,得出了激光散斑的信噪比、自相关函数、概率密度函数与入射表面粗糙度之间的变化关系。计算结果表明: 粗糙度的增大使散斑场信噪比降低、相干程度减小、概率密度降低,即表面越粗糙散斑噪声越严重。