微波光子学频率测量技术利用光学结构和技术产生、操纵、传输和测量高速微波射频信号，将光子学的高带宽、高复用、低损耗与微波技术的高精细、灵活性和易调控等优势相融合，能够大幅提升现有动态频谱监测系统的性能，在电磁空间安全防护、雷达、高速通信等领域具有显著的优势和应用前景。本文概述了微波光子学频率测量技术的研究进展，对比了包括频谱分析型、功率映射型和信道型等3种微波光子学频率测量技术的测频速度、测频精度等关键指标，并论述了基于光学啁啾链瞬态受激布里渊散射效应的微波光子频率测量技术研究工作。

噪声对电磁辐射准确测量影响较大, 特别是对一些弱信号电磁辐射测量, 噪声影响不容忽视, 需要对测量结果进行修正。目前传统修正办法是合理设置频谱分析仪参数, 但不同频谱分析仪, 参数设置会存在差别, 这种方法通用性不强, 而且对电磁辐射测量结果精确度提高不明显。对此, 本文研究了频谱分析仪基底噪声及测量环境中噪声的特征, 提出了基于高斯白噪声的修正方法, 并通过实验进行分析验证。该方法能为电磁辐射准确测量与评估提供新的思路。

为了在使用相位电光调制器前能够快速准确地确定其半波电压，提出了一种基于频域互相关的干涉条纹相位差计算方法用于相位电光调制器的标定。该方法将条纹图像通过傅里叶变换转换成频谱图并对其进行滤波，将提取出的正负一级次频谱信息进行互相关操作，得到两张条纹图之间的相位差。为了验证所提方法在相位电光调制器标定中的作用，搭建实验系统，使得一路经过电光调制器的光与另一路光进行干涉后形成条纹像，改变电光调制器上施加的电压并用相机记录相位不同的干涉条纹，从而获得干涉条纹组，进而运用所提方法获得相位-电压对应关系。与轮廓法相比，所提方法快速且精度高。与迈克耳孙干涉法相比，该方法不需要重新搭建光路，操作迅速且能够达到相当的精度。

表面光散射法流体界面性质传感要求既快速又准确，故需采用较小的散射角度来获取更强的散射光信号以提升测量速度，同时又需修正低散射角条件下引入的仪器加宽效应以确保测量准确性。理论上，在假定入射激光为高斯光束的条件下，发展了频域内修正低散射角条件下引入的仪器加宽效应的方法，并开发了利用参考数据获得表面光散射实验系统的仪器加宽常数算法与多波数条件下表面波的频谱修正和拟合算法。实验上，利用低黏度的制冷剂R1336mzz（Z）和高黏度的十四酸乙酯分别检验了理论的准确性。所提方法可将表面光散射法测量流体黏度和界面张力的单点测量时间从原来的10~20 min缩短至2~5 min，并保持相同的测量精度。

为了解决外差干涉相位测量中多通道采样信号间的串扰误差对相位测量精度的影响，提出了一种基于采样信号频谱分析的预补偿方法来实现信号串扰误差的补偿和消除。首先建立基于锁相放大的正交鉴相法的信号串扰误差理论模型，阐明了串扰系数、输入信号幅值比和串扰信号相位偏移对相位测量误差的影响；设计仿真实验验证了该误差模型和补偿方法的有效性；然后基于紧凑型FPGA开发平台设计了相位测量实验，结果表明该补偿方法能够有效消除信号串扰误差的影响，补偿后相位测量的最大误差从0.34°下降到0.01°；最后搭建了外差干涉仪并与高精度的压电位移平台进行比对，实验结果表明补偿后的信号处理系统能够满足外差干涉测量的应用需求。

一次性致裂管是国内近几年出现的一种新型二氧化碳膨胀爆破器材，具有安全可控、施工便捷等特点。采用理论与试验相结合的方式对一次性二氧化碳膨胀爆破致裂管的性能进行系统研究，通过理论计算和水压试验方式得到ZWD89系列一次性致裂管的平均压力峰值为53.19 MPa，与理论计算值47.29 MPa误差为12.48%。采用压缩气体与水蒸气容器爆破能量公式计算得到单只ZWD89—1500型致裂管爆破能量相当于264.24 g TNT炸药爆炸产生的能量。现场振动测试得到两组工况在5 m处的爆破振动速度峰值为2.5032 cm/s，且爆破振动峰值基本呈现线性衰减趋势，证明二氧化碳膨胀爆破技术适用于苛刻环境下的爆破工程施工。通过频谱分析得到二氧化碳膨胀爆破主频主要分布在50 Hz以内，随着爆破孔数的增加，主频逐渐向低频区域靠拢，需要引起重视。

基于麦克风阵列的波达方向估计在野外传感网络的理论研究和工程实践领域有着重要的战略意义，多通道麦克风阵列在进行声源定向时往往因为各个通道存在幅度和相位的不一致而产生定向误差。针对这一问题，提出了一种自适应的麦克风阵列通道不一致校正方法。该方法基于子空间分解原理构造了信号谱空间的目标代价函数，结合模拟退火算法模型，通过对代价函数最小化的方法，求得阵列的校正矩阵。通过计算机使用上述方法对8元麦克风阵列进行仿真模拟，并采用4元麦克风阵列进行实际测试，仿真及实际测试结果验证了该校正方法的可行性。

在星地无线电频率/激光波长共享的背景下，分别针对6 GHz以下频率无线电通信以及自由空间激光通信，研究了低轨卫星（LEO）受到的国际移动通信系统地面基站的集总干扰。其中针对6 GHz以下频率，根据最新的国际电信联盟（ITU）建议书构建了不同的典型国际移动通信（IMT）地面基站部署场景。使用蒙特卡洛仿真引入了统计性质的地物损耗模型，分析了其适用性，并用于随机性细化场景仿真。通过典型场景设计结合低轨卫星多波束天线特性，仿真得到IMT地面集总干扰在不同场景、不同卫星天线波束指向下干扰的变化趋势。研究结果表明在基站天线高度低于屋顶线时，地物损耗不容忽略。另一方面，针对地面自由空间光通信对卫星产生的干扰，通过链路计算分析了可能的干扰情况。研究结果对监测低轨卫星通信接收环境具有理论指导意义和应用价值。

为了研究列车进出站的环境振动特征, 验证理论研究结果, 利用实测的地铁进、出站振动数据, 并结合列车进、出站的加速度变化模型, 在时域上统计列车振动波形的峰值、幅值变化和持续时间特征, 在频域上分析列车振动波形的频率分布和加速度振级特征。结果表明：列车出站振动峰值有大于进站振动峰值的趋势;轨道减振措施使竖向高频振动分量受到衰减, 而水平方向的高频分量保留, 从而导致列车运行速度较低时竖向与水平向振动峰值相近; 不同测点的加速度振级在多个频点出现差异, 但对同一个位置的振动来说, 监测到的进站和出站的加速度振级曲线十分相似; 经对比, 实测分析结果与理论研究成果相符。