对瞬时信号波长的相频检测

首先,将短基线相差测向严格解和多普勒频移方程联解,获得基于相差测量的频移表达式;然后,利用中心频率、瞬时测频值和多普勒频移间的关系,将频移表示式化为一个仅包含未知信号波长的一元三次函数方程,从中可导出基于瞬时测频和相差测量的信号波长解析公式。在此基础上,还通过模拟比较,采用合并等值项的方法对解析公式进行了简化。对简化解的误差分析表明,对于分米波信号,且在瞬时测频的测量误差大于数兆赫的情况下,由基于短基线相差测量所得到的波长测量误差可小于 1mm。所提出的新方法可能是至今为止最具有工程应用价值的。     

机载多普勒频移的递推及相移检测

在机载站飞行方向前方某一距离处的多普勒频移能够通过递推计算的方法由站点当前位置处的相位测量结果而被直接确定。首先,基于平面几何关系,由机载平台匀速运动时各个几何变量的运动特性导出了仅利用当前时刻的多普勒频移测量值和径向距离获得在虚拟飞行距离处多普勒频移递推值的计算式。然后,进一步直接利用相差测距、测向法求解递推式中所包含的径向距离和方位角,得到了仅基于相差检测的多普勒频移递推公式。且初步的误差分析表明,只要载机的飞行速度较低,虚拟基线的长度较短,所检测的信号波长较长,则递推频移的测量误差可控制在十几赫兹之内。     

一种仅基于时差测量的运动单站无源定位方法

在相移与频移之间函数关系的基础上,利用相差与时差定位方程对路程差测量的相等性导出了基于时差测量的多普勒频移表示式,由此即可将从多普勒方程中所导出的基于多普勒频移测量的运动单站无源测距公式转化为仅基于时差测量的运动单站无源测距公式。误差分析表明,和基于频移的测距方法相比,基于时差测量的运动单站无源测距方法呈现出较好的测量精度,只要平台的移动距离大于数千米,即可实现相对测距误差小于5%R的技术要求。     

基于多站的时差和多普勒频差联合定位

讨论了多基站无源雷达的时差和多普勒频移定位算法。给出了时差和多普勒频差联合定位算法,并应用基于Gauss-Newton的批处理方法进行求解,提高定位精度。仿真结果表明,时差-多普勒频移联合定位对定位精度的提高有效可行,也克服了时差定位解模糊的问题。     

双光束激光多普勒转速测量系统的实验验证

激光多普勒测速技术具有非接触、无磨损、精度高等优点,被广泛应用于工业、航海、航天等领域的高精度速度、加速度、长度测量。双光束激光多普勒测速技术作为其中的一个分支,具有结构简单、抗干扰强的特点。为提升双光束激光多普勒测速技术的测量精度,搭建一种测量圆周转动线速度的轴对称型双光束激光多普勒系统,采用高速响应的探测器观测差频信号。当目标的线速度为1 596.6 mm/s时,激光多普勒差频信号理论值是0.975 MHz,测量角度为0°,实验观测到的差频信号是1.013 MHz,与理论值相比误差约为3.8%;进而变换观测器的不同角度位置,测量得到的多普勒频移和0°的频移误差在0.8%以内。结果表明,该测量系统能够测量到运动物体的多普勒频移信号,同时更改双光束激光多普勒测速的观测器角度,不影响测量结果。该实验系统为后续进一步进行激光多普勒测速技术的研发打下了良好的基础。     

基于MATLAB的超声多谱勒频移提取算法研究

超声波多普勒流量计属于新型流量仪表,适用对含有固体微粒或气泡的液相流体流速的测量。但由于其多普勒频移难以捕捉,所以多普勒法的测量精度比时差法测量精度低。因此,对超声波多普勒流量计的研究,尤其对多普勒频移信号的提取及处理计算是十分必要的。文中基于多普勒流速测量原理,通过回波的平均频率算法研究,并用傅里叶变换方法辨识混叠噪声污染的多普勒信号频率和多普勒频移。MATLAB仿真结果显示有用频率的获取可靠、准确,也为多相流体测量非平稳信号的测量奠定了基础。     

机载平台径向加速度的无模糊相差检测

在由短基线相差测向严格解给出了相移与频移之间的函数关系之后,导出了一个基于相差和辐射频率测量的信号波长解析公式。随后,通过模拟比较,采用合并等值项的方法对解析公式进行了简化。对简化解的误差分析表明,对于分米波信号,且在实测频率的测量误差大于数兆赫的情况下,由基于短基线相差测量的新方法所得到的波长测量误差可小于 1mm。这可能是至今为止最具有工程应用价值的方法。     

基于单星多普勒频移的干扰源定位性能分析

介绍了两种基于单星转发信号多普勒频移的干扰源定位方法,并推导了其定位误差与频率测量和星历等因素间的关系式;通过利用同步轨道卫星数据对单星多普勒频移干扰源定位性能进行分析,得出了各因素影响定位精度的定量分析结果,并依据该分析结果,给出了百公里级定位误差条件下各精度影响因素的参考指标要求和具体实现时需考虑的若干问题。     

一种新的固定单站多普勒无源定位系统

提出了一种仅基于多普勒频率的、能够实现对移动目标的方位、速度和距离快速测量的固定单站无源定位系统,其包含有。个旋转接收天线阵列和一根固定接收天线,由正交旋转天线阵列能获得二组多普勒频差和系统同步测量所需的周期信号,而由单根固定天线则能获得仅由目标运动所产生的多普勒频移信息。定位系统首先利用二组多普勒频差来估计目标所处的坐标象限,并由前置角和方位角之间的关联求得目标的方位角及其增量;同时,由二组多普勒频差还能得到辐射信号的中心频率,从而有助于利用多普勒频移对目标速度的快速测量与求解;最终应用二天线单元所得到的角度和速度信息即能求得目标的距离。     

基于多普勒频率的机载测距原理

基于数学定义,通过对多普勒频移变化率方程的近似处理即可实现仅基于多普勒频移测量的机载单站测距。在此基础上,进一步研究了在某一时间段内多普勒变化率的均值表达问题,在机载探测平台匀速直线飞行条件下所进行的分析表明,在某一时间段内多普勒变化率的平均值与此时段两端点处的切向速度之积成正比,并与时段终端位置处的径向距离成反比,且模拟计算证实由此表示才能获得更为准确的测距结果。与现有的方法不同,本文提出的测距方法既不需要直接检测多普勒频移变化率,也不需要和其它定位测量方法配合使用。同时,基于文献研究结果,在探测得到被测目标辐射信号中心频率后,即可实现仅基于频率测量的机载单站测距。本文的研究结果为直接利用多普勒原理准确测距奠定了工程应用基础。     

一种用于海洋要素反演的机载SAR多普勒中心偏移计算方法

多普勒中心偏移是合成孔径雷达(SAR)反演海面风场、海表流场的重要参数。该文针对机载正侧视提出一种多普勒中心偏移计算方法,分别利用载机运动状态数据和海洋探测回波数据计算多普勒中心频率,再作差求解多普勒中心偏移,并在多普勒谱分析中加入小波分析去除噪声的影响来提高计算精度。以CDOP经验模型计算结果作为比对真值,机载SAR飞行探测试验结果表明,9组探测数据多普勒中心偏移计算误差的绝对值均小于2 Hz,均方根误差为1.4 Hz,满足海洋环境要素反演的精度要求。实验表明高精度的平台运动状态数据和探测回波数据是多普勒中心偏移海洋应用的关键。      

Equivalence of Doppler and quantum frequency shifting in Bragg cells

The modified Bragg equation is used to calculate the Doppler shift of light diffracted by a Bragg cell. The calculation yields a solution which agrees exactly with the frequency shift obtained quantum mechanically. This result is in contradistinction to the approximate result published recently. (See R. F. Adrion in Proc. IEEE (Lett.), vol. 58, Sept. 1970, pp. 1391-1393).     

一种新的信号分析方法在激光多普勒信号检测中的应用

为了提高激光多普勒测量固体运动参数的精度，提出了一种新型的非平稳信号分析方法，在算法中应用梯度下降方法推导出算法的系统方程，并且通过庞加莱映射给出系统稳定的存在条件。将该方法应用到激光多普勒测量50m处固体面内位移的信号检测中，对多普勒信号进行处理，估计多普勒频移。测试结果表明，该方法能够准确检测激光多普勒信号，测出数据的相对误差小于0．7％。     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

融合多普勒频移信息的阵列数据域直接定位方法

相比于传统两步定位方法,直接定位方法具有更高的定位精度,但现有的基于阵列模型的直接定位方法未能够有效利用多普勒频移信息,其定位精度有待进一步提升。针对上述问题,该文提出一种融合多普勒频移信息的阵列数据域直接定位方法。首先构建了融合多普勒信息的直接定位模型,然后基于最大似然准则将信号源位置估计转化为求解位置信息矩阵最大特征值问题,并结合矩阵转置性质降低复杂度,最后通过2维搜索得到目标信号源位置估计。仿真结果表明,所提方法较目前的阵列数据域直接定位方法和多普勒频移直接定位方法的定位精度具有较大提高。     

IGSO在卫星移动通信中的应用研究

研究利用IGSO星座提供卫星移动通信业务所涉及到的星座覆盖性能、多普勒频移及业务支持能力等问题。研究表明,采用2颗或3颗IGSO卫星构成的星座能够对我国区域提供较好的覆盖性能(单星和多星覆盖率及平均通信仰角),而引入的多普勒频移并不大。链路计算结果表明,采用IGSO卫星能够有效解决GEO卫星在高纬度区域的低仰角问题,并能用比较小的IGSO卫星来达到非常大的GEO卫星才能实现的性能。因此,采用IGSO的区域卫星移动通信系统具有较好的技术可行性。