半周期采样正交序列解调在电磁层析成像中的应用

"电磁层析成像中基于半周期采样的数字解调方法 (2011年) - 尹武良，王奔，王化祥 - 天津大学学报 - TP202 - A - 0493-2137(2011)12-1118-06" 电磁层析成像（Electromagnetic Tomography, EMT）是一种非侵入式的检测技术，主要用于探测被测物体内部的电导率和磁导率分布。该技术广泛应用于材料科学、生物医学、地质勘探等多个领域，通过测量物体表面的电磁场变化来重建内部结构的图像。在EMT系统中，相敏解调（Phase-sensitive Demodulation）是至关重要的步骤，它能提取出信号的幅度和相位信息，从而精确地重构图像。 本论文中，研究者提出了一种创新的数字解调方法，即基于半周期采样的正交序列解调法。传统解调方法通常依赖于完整的周期采样，这可能导致采样时间较长，影响图像采集的实时性。半周期采样则是在一个周期的一半时间内进行采样，这样可以显著减少采样时间，提高解调速度。 从频域的角度来看，半周期采样能有效地捕获信号的主要频率成分，而忽略高频噪声，因为这些噪声往往在半个周期内无法形成完整周期的振荡。这种方法利用了正交序列（如I/Q解调中的虚实部分）来分离信号的幅度和相位信息，进一步提升了解调的准确性和效率。 论文通过Matlab仿真和实际硬件系统实验验证了该方法的有效性。Matlab仿真结果显示，基于半周期采样的正交序列解调方法在保持解调精度的同时，显著提高了信号处理的速度。而在硬件系统实验中，这一方法也展现出良好的实时性能，改善了图像采集过程，使得EMT系统的整体性能得到提升。 这项研究对于优化电磁层析成像技术的硬件设计和提升数据处理速度具有重要意义，为实时监测和分析复杂系统提供了新的可能性。通过采用半周期采样和正交序列解调，不仅能够缩短信号处理时间，还能保证图像质量，这对于实时监控和快速响应的场景尤其重要。