【正文】 鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。從最初的模擬儀器到現(xiàn)在的數(shù)字化儀器、嵌入式系統(tǒng)儀器和智能儀器，新的測(cè)試?yán)碚?、測(cè)試方法不斷應(yīng)用于實(shí)踐，儀器技術(shù)領(lǐng)域的各種創(chuàng)新積累使現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器的性能發(fā)生了質(zhì)的飛躍，在此基礎(chǔ)上，儀器的概念和形式慢慢發(fā)生了變化，出現(xiàn)了一種全新的儀器概念——虛擬儀器（Virtual Instrumentation,VI）。硬件平臺(tái)可以是臺(tái)式機(jī)，筆記本電腦，工作站，嵌入式計(jì)算機(jī)等。由于儀器硬件的種類繁雜，為了確保硬件的實(shí)用性，接口軟件需要提供獨(dú)立于硬件的I/O接口。我們可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際需求，將先進(jìn)的信號(hào)處理算法、專家系統(tǒng)、人工智能技術(shù)應(yīng)用于儀器設(shè)計(jì)與集成，從而把智能儀器水平提高。 虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷完善，虛擬儀器技術(shù)也在向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬儀器正在興起，這都得益于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)的結(jié)合。在這方面，它不同于傳統(tǒng)的編程語言，如C、C++或Java，這些語言使用文本方式編程。前面板設(shè)計(jì)完成后就可以使用VI或圖形化函數(shù)節(jié)點(diǎn)在程序框圖添加源代碼來對(duì)前面板上的控件加以控制。LabVIEW的出現(xiàn)提高了虛擬儀器的開發(fā)效率，降低了對(duì)開發(fā)工作人員的要求。5）內(nèi)建了600多個(gè)分析函數(shù)用于數(shù)據(jù)分析和信號(hào)處理。在具體的設(shè)計(jì)過程中，不但要掌握用戶的口味，還要注意應(yīng)用的場(chǎng)合。功能相近的元素使用同一色系的顏色，需要重點(diǎn)突出的內(nèi)容用特別的顏色。絕對(duì)路徑指文件在磁盤中的位置，LabVIEW可以通過絕對(duì)路徑訪問在磁盤中的文件；相對(duì)路徑指相對(duì)于一個(gè)參照位置的路徑，相對(duì)路徑必須最終形成絕對(duì)路徑才能訪問磁盤中的文件。流盤操作還可避免頻繁地打開和關(guān)閉同一文件，可提高VI效率。1） 文本文件 文本文件是最常用的文件類型，LabVIEW提供兩種方式創(chuàng)建文本文件：一種方式就是使用打開/創(chuàng)建/替換文件函數(shù)，另一種方式更簡(jiǎn)便的方法是使用文本文件寫入函數(shù)和讀取文本文件函數(shù)，：2）電子表格文件 電子表格文件是一種特殊的文本文件，它將文本信息格式化，并在格式中添加了空格、換行等特殊標(biāo)記，以便于被Excel等電子表格軟件讀取。 a=。所以說，DFT在理論和各種信號(hào)處理中都有很重的意義。此時(shí)滿足。上述分析表明，對(duì)連續(xù)頻譜進(jìn)行數(shù)字處理時(shí)，即會(huì)遇到時(shí)域采樣，也要處理頻域采樣，：時(shí)域采樣DFT（頻域采樣） 用DFT做頻譜分析（FFT）運(yùn)算 FFT定義快速傅里葉變換（FFT）是計(jì)算DFT的一種快速高效的算法，通過FFT可以將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到時(shí)域。 圖像濾波：在進(jìn)行FFT變換后，若在進(jìn)行反變換之前對(duì)變換域進(jìn)行選擇，圖像就可以進(jìn)行濾波處理。）4）功率譜估計(jì) 通常采用基于自相關(guān)函數(shù)的方法來進(jìn)行信號(hào)的功率譜估計(jì)，而離散傅里葉變換與基于自相關(guān)函數(shù)的功率譜估計(jì)的結(jié)構(gòu)非常類似。4） 執(zhí)行“控件→新式→圖形→波形圖”操作，添加兩個(gè)波形圖控件并分別命名為“信號(hào)波形”和“FFT變換”。在有用信號(hào)的傳輸過程中，通常會(huì)受到噪聲以及干擾的污染。模擬濾波器是指它所處理的輸入信號(hào)，輸出信號(hào)都為模擬信號(hào)，而其本身是一種線性時(shí)不變的模擬系統(tǒng)。對(duì)于N點(diǎn)的序列。FFT的運(yùn)算量下降為次，它巧妙的解決了離散傅立葉變換運(yùn)算量巨大的問題，從而成為信號(hào)處理中最方便的運(yùn)算。 數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字濾波器較之濾波器有著很多的優(yōu)點(diǎn)，許多情況下數(shù)字濾波器是優(yōu)先選擇。就算要處理的是模擬信號(hào)，也可通過A/D、D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變信號(hào)形式，這樣數(shù)字濾波器就可以對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波。實(shí)用中通帶和阻帶中都允許一定的誤差容限，即通帶不一定是完全水平的，阻帶不一定絕對(duì)衰減到零?？梢婋A數(shù)n越高，其幅頻特性越好，低頻檢測(cè)信號(hào)保真度越高，過渡帶變窄，即衰減加劇，但半功率點(diǎn)不變。（2） 放置正弦波、濾波器、捆綁簇等節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)。線性調(diào)頻信號(hào)的相位隨時(shí)間的二次方變化，它是最簡(jiǎn)單也是最常見的調(diào)頻信號(hào)，在雷達(dá)等領(lǐng)域也常被稱為Chirp信號(hào)。 我最想感謝的是指導(dǎo)教師丁金閃副教授，從論文選題到模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到論文表述規(guī)范，他都給了很多寶貴的修改意見。 而該信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：在LabVIEW中，： 如序列Y表示chirp信號(hào)，該VI使用下列等式獲取Y的元素： , i=0,1,2,…,n1 A是幅值 /n f1是以歸一化周期/采樣為單位的開始頻率f2是以歸一化周期/采樣為單位的結(jié)束頻率n是采樣的數(shù)量： 時(shí)域信號(hào)圖 chirp添加高斯噪聲后頻率分析此模塊將上述chirp信號(hào)添加一個(gè)高斯白噪聲，統(tǒng)計(jì)分布為（0,1），標(biāo)準(zhǔn)差為1。其中，線性調(diào)頻信號(hào)是最早提出的脈沖類信號(hào)，也是應(yīng)用最廣泛的一種信號(hào)。2）執(zhí)行“控件→新式→圖形→波形圖”操作，添加兩個(gè)波形圖控件并分別命名為“原始波波形”和“濾波后波形”。 該濾波器具有一些特殊的性質(zhì)：（1） 對(duì)所有的n,都有當(dāng)時(shí), ； （2） 對(duì)所有的n,都有當(dāng)時(shí), ；（3） 是的單調(diào)遞減函數(shù),即不會(huì)出現(xiàn)幅度響應(yīng)的起伏； （4） 當(dāng)時(shí),巴特沃斯濾波器趨向于理想的低通濾波器；（5） 在處平方幅度響應(yīng)的各級(jí)導(dǎo)數(shù)均存在且等于0，因此在該點(diǎn)上 取得最大值，且具有最大平坦特性。選頻濾波器的技術(shù)要求一般由幅頻特性給出，相頻特性一般不作要求。實(shí)際上，數(shù)字濾波器的系數(shù)我們可以在工作時(shí)進(jìn)行調(diào)整改變。因?yàn)槟M濾波器已經(jīng)有一套相當(dāng)成熟的設(shè)計(jì)方法，有一些典型的濾波器類型如巴特沃斯(Butterworth)濾波器、切比雪夫 （chebyshev）濾波器、橢圓(Ellipse)、濾波器和貝塞爾( Bessel )濾波器等，它們都有自己的歸一化原型濾波器和現(xiàn)成的設(shè)計(jì)公式，還有完善的設(shè)計(jì)圖表可查。FFT實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是巧妙的利用的周期性和對(duì)稱性，通過一些快速的蝶形算法，簡(jiǎn)化了DFT公式中的系數(shù)矩陣。 數(shù)字濾波器的基本原理 1）快速傅立葉變換 離散傅立葉變換(DFF)及其快速算法快速傅里葉變換（FFT）是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的重要組成部分。一般來說，用數(shù)字方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、調(diào)制、變換、解調(diào)、壓縮、均衡、增強(qiáng)、估值、識(shí)別、產(chǎn)生等一系列加工處理，都可稱為數(shù)字信號(hào)處理。單擊“停止”按鈕，程序停止運(yùn)行。2）執(zhí)行“控件→新式→數(shù)值→數(shù)值顯示控件”操作，添加數(shù)值顯示控件并 將 其標(biāo)簽更名為“最大幅值”；控件→新式→數(shù)組、矩陣和簇→數(shù)組”和“控件→新式→數(shù)值→數(shù)值顯示控件”操作，并將數(shù)組顯示控件命名為“頻譜索引”。 匹配傅里葉變換,檢測(cè)反輻射導(dǎo)彈,改進(jìn)地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，機(jī)載雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤性能,特別是在實(shí)際3米SAR數(shù)據(jù)中,應(yīng)用匹配傅里葉變換檢測(cè)出了慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。 圖像保存：圖像保存就是通過FFT我們可以將將圖像分解為一組逐漸減小的正交歸一圖像，圖像具有很高的壓縮比能夠在不引入任何失真的情況下將原始數(shù)據(jù)完全恢復(fù)。數(shù)字計(jì)算機(jī)難于處理，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，必須對(duì)作時(shí)域采樣以及作DFT，得到。它們的線性卷積和循環(huán)卷積分別表示如下： 其中，所以得出由此說明等于以L為周期的周期延拓序列的主值序列。：23第四章FFT變換模塊的設(shè)計(jì)第四章FFT變換模塊的設(shè)計(jì) DFT的定義 傅里葉變換是數(shù)學(xué)信號(hào)處理中常用的重要數(shù)學(xué)變換，離散傅里葉變換（簡(jiǎn)稱DFT）是針對(duì)有限長(zhǎng)序列的，DFT的實(shí)質(zhì)是有限長(zhǎng)序列傅里葉變換的有限點(diǎn)離散采樣，這樣開辟了頻域離散化的道路，使得數(shù)字信號(hào)處理可以在頻域采用數(shù)字運(yùn)算的方法來進(jìn)行，數(shù)字信號(hào)處理變得更加靈活。 y=y/std(y)。 常用文本類型 LabVIEW用于測(cè)控領(lǐng)域時(shí)，通常需要對(duì)不同類型的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，以供日后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理、波形回放和生成各種類型的報(bào)表。流盤是一項(xiàng)進(jìn)行多次寫操作時(shí)保持文件打開的技術(shù)，可以循環(huán)使用。LabVIEW中提供了對(duì)多種文件類型格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀/寫操作的函數(shù)，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與讀取[4]。人們的閱讀習(xí)慣一般是從左往右，從上到下。論文其它章節(jié)的內(nèi)容如下：第二章為數(shù)據(jù)分析控制界面總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹了界面的設(shè)計(jì)原則、界面的美化、界面的模塊設(shè)計(jì)；第三章為數(shù)據(jù)讀取及簡(jiǎn)單分析模塊，介紹了文本文件的讀取轉(zhuǎn)換，然后將波形轉(zhuǎn)換成柱狀圖進(jìn)行觀察；第四章為FFT模塊，對(duì)生成的信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，第五章為濾波處理模塊，對(duì)含有噪聲信號(hào)進(jìn)行濾波處理，提取波形；第六章為chirp信號(hào)分析模塊，對(duì)chirp信號(hào)進(jìn)行DFT分析、添加噪聲然后頻率分析以及信號(hào)疊加然后頻率分析。3）內(nèi)建有編譯器，能在用戶編寫程序的同時(shí)自動(dòng)完成編譯，因此如果用戶在編寫程序的過程中有語法錯(cuò)誤，就能立即在顯示器上顯示出來。它很大程度利用了人們所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，所以說，LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具軟件。LabVIEW提供了很多外觀類似傳統(tǒng)儀器的控件，這些可以用來方便的創(chuàng)造用戶界面。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)測(cè)試儀器而成為測(cè)試儀器的主流。用戶可以定義虛擬儀器面板，針對(duì)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)不一樣的操作顯示接口。虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，具有很