申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2022-05-20

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN114966730B

主分类号：G01S17/58

分类号：G01S17/58;G01P3/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2022.09.16#实质审查的生效;2022.08.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于双入射角混频的激光多普勒测速方法及系统，利用两束激光以不同的入射角照射运动表面，通过两个探测器接收散射光信号，散射光与参考光在探测器表面产生拍频信号。在低速测量时，由于多普勒频率较小，可以直接对拍频信号进行处理得到运动表面的速度信息。当被测速度较大时，将两个拍频信号输入混频器，经过低通滤波后得到两个拍频信号的差频信号，通过控制两个入射角的大小可以改变差频信号的频率大小，对差频信号进行采集处理，即可得到超高速状态下的被测速度。本发明应用于激光和精密测量技术领域，不仅对光源要求较低，还可以降低被处理信号的带宽，从而降低系统的硬件要求，可以实现在低速和超高速范围内的全域测量。

主权项：1.一种基于双入射角混频的激光多普勒测速方法，其特征在于，包括如下步骤：将第一激光分束为第一参考光与第一测试光，将第二激光分束为第二参考光与第二测试光；将第一测试光以第一入射角照射至运动表面，将第二测试光以第二入射角照射至运动表面，其中，第一入射角与第二入射角不相等；采用第一探测器接收第一参考光以及第一测试光相反方向的第一散射光信号，使第一参考光与第一散射光信号在第一探测器表面产生第一拍频信号；采用第二探测器接收第二参考光以及第二测试光相反方向的第二散射光信号，使第二参考光与第二散射光信号在第二探测器表面产生第二拍频信号；对第一拍频信号、第二拍频信号分别进行处理，或对第一拍频信号与第二拍频信号进行混频处理，实现在低速和超高速状态下的全域速度测量，具体为：当运动表面的运行速度在200kmh以下时，对第一拍频信号、第二拍频信号分别进行处理，得到运动表面的速度信息；当运动表面的运行速度在200kmh以上时，对第一拍频信号与第二拍频信号的差频信号进行处理，得到运动表面的速度信息；所述对第一拍频信号、第二拍频信号分别进行处理，得到运动表面的速度信息，具体为：基于第一拍频信号的多普勒频率得到运动表面的第一运行速度，为： 式中，V1为运动表面的第一运行速度，为第一比例因子，fD1为第一拍频信号的多普勒频率，θ1为第一测试光方向与速度方向的夹角，λ1为第一测试光的波长；基于第二拍频信号的多普勒频率得到运动表面的第二运行速度，为： 式中，V2为运动表面的第二运行速度，为第二比例因子，fD2为第二拍频信号的多普勒频率，θ2为第二测试光方向与速度方向的夹角，λ2为第二测试光的波长；判断第一运行速度与第二运行速度的相对误差是否小于阈值，若是则将第一运行速度与第二运行速度的平均值作为运动表面的速度信息，否则测量结果无效；所述对第一拍频信号与第二拍频信号的差频信号进行处理，得到运动表面的速度信息，具体为：通过混频器对第一拍频信号与第二拍频信号进行混频，将第一拍频信号与第二拍频信号的和频信号与差频信号输出至低通滤波器，得到差频信号的多普勒频率，为： 式中，fD2-D1为差频信号的多普勒频率，V为运动表面的运行速度；基于差频信号的多普勒频率得到运动表面的速度信息，为： 式中，为第三比例因子。

全文数据：

权利要求：

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