申请/专利权人：天津大学

申请日：2023-12-20

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117434543B

主分类号：G01S17/34

分类号：G01S17/34;G01P3/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2024.02.09#实质审查的生效;2024.01.23#公开

摘要：本发明公开了一种提高调频连续波速度测量精度的方法及系统，以光学频率梳与三角波调制频率连续光源干涉产生的谐振峰对测量信号进行等频率间隔的精细拆分，对测量信号拆分后子测量过程的调制速率进行实时校准，消除激光器扫频非线性影响，抑制测量信号频谱展宽，实现动态目标速度信息的精准测量。本发明提供的系统光路结构简单，抗干扰能力强，测量效率高，操作调节便捷，仅需采集激光测量信号以及谐振峰校准信号，就可以区分调频连续波光源调频的不同阶段，消除激光器调频方向切换导致的测量理论误差，解决由于激光器扫频非线性和动态目标测量频谱展宽严重造成的速度测量精度低的问题。

主权项：1.一种提高调频连续波速度测量精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在调频连续波速度测量过程中，获取谐振峰信号、辅助拍频信号、测量拍频信号；步骤2：对谐振峰信号进行希尔伯特变换并求取绝对值，根据绝对值求出绝对值包络，根据绝对值包络初步拟合出谐振峰峰值的位置，再对所述绝对值包络进行自卷积操作，确定谐振峰峰值的准确位置；步骤3：根据确定的谐振峰峰值的准确位置，计算相邻谐振峰时间间隔，以相邻谐振峰时间间隔突变作为标志对调频连续波不同调频阶段进行区分，所述时间间隔突变为当光源调频从上调频变为下调频或者从下调频变为上调频时，光源调制速率低于预设调制速率，谐振峰间距超过预设谐振峰间距的特征点；步骤4：截取相邻谐振峰时间间隔平稳阶段的辅助拍频信号和测量拍频信号；步骤5：针对截取的辅助拍频信号和测量拍频信号，以h+1个谐振峰为一组进行精细拆分，拼接相邻调频阶段对应的辅助拍频信号和测量拍频信号形成m个子测量过程，利用谐振峰信号对每个子测量过程的光源调制速率进行重新校准；步骤6：利用波长计结合光频梳的重复频率和偏移频率测量对应子测量过程光源的中心波长，根据相邻谐振峰时间间隔获取上调频信号和下调频信号间时延，利用辅助拍频信号对子测量过程的测量拍频信号进行重采样，对多个子测量过程综合分析计算测量目标的速度；所述谐振峰信号为利用耦合器将光频梳光源和调频光源进行耦合，配合低带宽光探测器产生，所述调频光源的瞬时频率fFMCWt表示为：fFMCWt＝f0+α·t其中，f0表示调频光源的初始频率，α代表调频光源基础调制速率，t代表时间；所述谐振峰信号为某一特定时刻调频光源与其频率最接近的第n根光频梳梳齿之间的干涉信号fbeat，表示为：fbeat＝|fceo+n·fr-fFMCWt|其中fr代表的是光频梳的重复频率，而fceo为载波相移引起的偏置频率，fFMCWt为调频光源的瞬时频率；利用所述调频连续波经过含有校准后延迟光纤的马赫曾德尔干涉仪作为辅助路，辅助路信号为辅助拍频信号表示为Irt：Irt＝I0cos[2παtτr+2πτrf0]其中I0为调频光源的初始光强，αt为含有非线性量的调频光源瞬时调制速率，τr为已校准过长度后的延迟光纤产生的时间延迟。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津大学 一种提高调频连续波速度测量精度的方法及系统

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