基于压缩感知技术的电磁脉冲信号测量方法

来源：电子测量技术杂志2023年第11期北京时间：

作者：吕方兴，熊泽康，李飞

单位：1.西安石油大学电子工程学院 西安 710065; 2.中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室 西安 710065

摘要：电磁脉冲信号的详细衍变过程，特别是其陡峭前沿的变化信息，有助于深入理解电磁脉冲信号产生及传播过程，它对于我国国防和自然科学的发展都有着极其重要的科学和实践意义。本文提出一种基于三路并行低速模数转换器(TPL)的模拟信号压缩感知技术，通过对传感器输出的电磁脉冲信号进行欠采样（信号的采样频率低于奈奎斯特采样定理的要求），得到并恢复被测电磁脉冲信号的高速采集波形。基于TPL压缩感知技术的应用，可以降低被测电磁脉冲信号陡峭前沿对后端电子ADC采样速率的要求。本文针对TPL实现过程中稀疏字典、观测矩阵的建立方法，以及信号的重构方法进行了深入地研究，创新性地提出基于KSVD的原子数自适应字典构建方法。在此基础上，通过仿真和实验测试了TPL系统对电磁脉冲信号的压缩感知采集效果，以此验证了该方法的可行性。

关键词：压缩感知;电磁脉冲测量;稀疏字典

基金资助：国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目（U20B2029）、陕西自然科学基金重点研发计划项目（2022KW-25）、陕西自然科学基金青年项目（2023-JC-QN-0405）、陕西省秦创原“科学家+工程师”团队（2022KXJ-125）、陕西省高校青年创新团队（2022-ZNDXZJ）、西安石油大学科研创新团队（2022KYCXTD01）项目资助