基于相位测量的微波位移测量方法

为满足建筑结构全天候、高精度及低成本的位移监测要求,提出了基于相位测量的微波位移测量方法。该方法以微波作为全天候测量信号,利用高精度相位测量实现高精度位移监测,并采用低成本的标准频率器件搭建位移测量系统。实验结果表明:系统位移测量精度可达0.12 mm,并验证了系统具有全天候、高精度、低成本的位移监测特性。     

大型建筑的有源微波相位雷达位移测量方法

为满足大型建筑全天候、高精度、远距离、低成本等位移测量需求、突破主要结构位移监测方法的局限,研究了微波相位雷达在位移监测中的优点与问题,针对问题详细分析了发射机泄漏、多路径回波等干扰信号降低雷达测量精度、限制工作距离的原理,据此提出了有源微波相位雷达位移测量方法,即在目标处采用有源反射器使雷达发射信号和回波信号频率不一致,进而有效消除发射机泄漏等干扰的影响,利用降频技术和频谱分析测相方法实现高精度位移测量,还采用有源反射器增大回波功率以扩大雷达工作距离。最后,选用2.4/2.5 GHz成熟频段、低成本器件搭建实验系统,实验结果表明,测相单元测量标准差可达0.012°,且系统在120 m工作距离下,位移测量精度为0.1 mm,整套系统成本低廉,可为大型建筑位移监测提供解决思路。     

温度对相位法微波测距测相精度的影响研究

测相精度直接影响相位法微波测距的测距精度;为提高测相精度,基于晶振的温频效应,理论分析了温度对测距载波频率稳定度的影响,根据调频原理,分析了载波稳定度对相位差测量结果的影响;推导得到了温度影响相位差测量结果的解析式;为了验证理论分析结果,设计了温度对相位差测量影响的实验装置,进行实验验证;实验结果表明,温度是影响微波测距载波频率稳定度的关键因素,测相结果与温度呈近似3次函数关系,实验结果与理论分析定性相符。     

一种基于相位测量的快速高精度大范围的激光测距法

为满足快速、高精度和大范围的激 光测距需求,分析了现有单频和多频相位激光测距方法存在的 问题,提出了基于降频及高精度测时技术的 相位激光测距方法,并根据测距 要求以及按照测尺频率、测时精度和参考频率的顺序建立了测距系统参数选择模型,进而 按照测距参数需求搭建了实 验系统。实验表明,在300kHz单频测尺、260kHz参考频率和50ps测时精度条件下,实验系统具有500m测距范围、1.08mm 测距精度和0.03～0.04s测量速度,可为快速、高精度和大范围测距 奠定基础。     

采用差频技术的正弦调制型微波测距系统研究

针对目前无线定位中单点测距精度较低的问题,提出一种基于差频技术的正弦调制型微波测距方法;该方法采用有源反射式目标点实现远距离的测距,采用差频测相技术实现系统的高精度测距,采用基于时间数字转换器(time-to-digital converter)的时间差模块实现高精度相位测量;采用现有商业化器件搭建了实验系统并进行了测距实验研究,大位移试验中该系统的测距线性度约为0.999 9,小位移实验中测距精度约为2.86 cm,分辨率优于10 cm。     

超大结构倾斜度监测系统设计与应用

基于传统的液位观测法,结合信息化技术和计算机数据处理方法,设计并实现了基于光电液位传感器的倾斜度实时在线监测系统,通过485总线将各光电液位传感器的数据传输到上位机进行实时处理,并在自行开发的人机界面上显示出结果.系统能够对微小的倾斜度(小于0.08°)进行在线实时监测,可在0.1s内计算出结果,并且动态响应良好.结果表明,实时倾斜度监测系统具有安全性好、成本低、精度高等优点.     

压缩对称嵌套阵列和稀疏信号重构的近场目标方位估计

针对现有近场源估计算法中近场源数量受限于阵元数的问题,提出了一种基于稀疏对称嵌套阵列和稀疏信号重构的近场欠定波达方向估计方法。首先利用四阶累积量,将二维空间参数估计问题转化为一维参数估计问题,同时得到差分阵列;为了进一步提高估计分辨率与减少估计误差,对虚拟阵列的接收信号在空间域进行稀疏表示;最后通过L1范数最小二乘法得到目标源的波达方向。相较于现有算法,该方法可以估计更多的目标源,并且有更低的均方误差与更高的分辨率。实验仿真验证了算法的有效性与优越性。     

基于幅度调制的连续微波雷达测距研究

为实现实时快速的全天候、高精度、大范围测距,该文提出了基于幅度调制的微波雷达测距方法。在分析主要微波雷达特点的基础上,深入探讨了该方法测尺频率和测距范围、精度之间的数学关系,并利用调制在高频载波的低频信号满足大范围测距需求,采用基于测时技术的高精度测相方法实现高精度与高速度测距,并基于混频器、测时芯片TDC-GP2等器件搭建了雷达实验系统。实验表明,基于TDC-GP2测相单元的测相精度达(2.7110-4),并在2.4 GHz载波、150 kHz调制信号的条件下,对3.0～4.1 m内目标的测距实验证明了系统具有1000 m大范围测距的可行性,且目标处于3.0 m时测距精度为0.0187 m,系统单次平均测距时间为0.02～0.03 s。