[发明专利]激光多普勒测速仪的多普勒信号周期分布解调方法

摘要

本发明公开了一种激光多普勒测速仪的多普勒信号周期分布解调方法。该方法采用基于周期计数法的时域处理原理，但是它不计算每个给定时间段内全部周期的平均频率，而是分析各时间段内每个周期的时间值分布，取它们中最频繁的时间值作为该时间段内的周期长度，换算为该时间段的信号频率。本发明的主要优点是，可以提高多普勒频移信号处理的计算精度，有效减小散射光不稳定带来的多普勒频移信号周期变宽或变窄、信号局部丢失和噪声对目标运动速度测量结果的影响。

主权项

一种激光多普勒测速仪的多普勒信号周期分布解调方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)设置多普勒信号解调处理的周期计数时间段长度tg，以及在一个tg内可能出现的最大周期数Nmax和最少周期数Nmin，tg根据测速目标的最大加速度而定，一个时间段长度tg内可能的最多周期数Nmax和最少周期数Nmin通过估算目标运动的最小速度和最大速度确定；(2)调用存盘的测速多普勒信号，并对该信号进行限幅处理；(3)求出测速多普勒信号总时间长度ta内所含时间段长度tg的数量M；(4)设k为调用频率解调处理子程序的循环次数变量，即1≤k≤M，对k从1递增到M，逐次调用频率解调处理子程序进行如下计算和判断：(4.1)计算当前时间段长度tg内每个信号周期的长度tj，并计数当前时间段长度tg内包括的总周期数N，j＝1～N；(4.2)比较该时间段内的总周期数N与可能的最多周期数Nmax和最少周期数Nmin，在Nmin≤N≤Nmax的情况下，统计当前时间段长度tg内全部信号周期长度tj的分布，并从中求出最频繁的信号周期长度tm，该周期长度对应的周期数记为Nm，1≤m≤N；(4.3)若Nm＞1，以周期长度接近tm的所有信号周期的统计平均值为当前时间段长度tg的周期长度td，即设定允差δt，统计周期长度在tm‑δt至tm+δt间的所有周期的平均值；若Nm＝1，则将N个信号周期长度tj的平均值作为当前时间段长度tg的周期长度td；(4.4)在N＜Nmin或N＞Nmax的情况下，若k＝1，则令周期长度td为测速目标在静止状态下多普勒信号的周期长度；若k＞1，则将第k‑1次频率解调计算子程序运行中解算出的周期长度td作为当前时间段长度tg的周期长度td；(5)将当前时间段tg内的周期长度td转换为当前频率值；(6)将信号的当前频率值转换为测速目标的当前速度值；(7)重复第(4)～(6)步，直到k＝M。