申请/专利权人：青岛科技大学

申请日：2024-03-27

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117949964B

主分类号：G01S17/58

分类号：G01S17/58;G01S7/48;G01P5/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.05.17#实质审查的生效;2024.04.30#公开

摘要：本申请公开了一种激光多普勒测速系统信号处理方法，属于流体流速测量领域。针对现有技术中在快速傅里叶变换的过程中受频谱泄露和栏栅效应影响，导致测量精度偏低，以及快速傅里叶变换中窗函数、插值算法导致的测量精度偏低的问题。本申请中，采用五项MSD窗卷积形成的自卷积窗，同时使用六谱线插值算法代替传统的单谱线、双谱线、三谱线算法，并分为峰值频点靠近k3、峰值频点靠近k4、峰值频点在两条谱线中间这3种情况分别分析讨论，将原来的谱线间距判别改为0.5倍谱线间距判定。本申请的优点在于：卷采用新型的自卷积窗对激光多普勒信号进行处理，从而提高测量精度，并且分情况处理峰值频点位置情况，提高分析精度。

主权项：1.一种激光多普勒测速系统信号处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1选用双光束-双散射光路模型作为激光多普勒测速系统光路结构；2对于双光束-双散射光路，速度v的表达式表达为其中，fD为多普勒频移，θ为两条入射光夹角的12，λ为激光波长；3使用快速傅里叶变换，滤掉低频基底信号后其余频段内的频谱峰值所对应的频率为多普勒频率fD的估计值；4在快速傅里叶变换过程中，使用自卷积窗对激光多普勒信号进行处理，自卷积窗为五项MSD窗卷积形成的自卷积窗；并且，在快速傅里叶变换信号处理时，使用六谱线插值算法进行信号处理；使用自卷积窗对激光多普勒信号进行处理时，五项MSD窗卷积形成的自卷积窗的频域表达为 p阶自卷积窗频谱函数的频域表达为 式中，p为卷积的阶数，WR为矩形窗频谱函数，L为余弦项数，M为窗长度，m＝0，1，2，…，M-1，al为余弦系数；al满足的条件为：则二阶自卷积五项MSD窗频谱函数频域表达为 其中M为窗长度，m＝0，1，2，…，M-1；使用六谱线插值算法进行信号处理时，分为峰值频点靠近k3、峰值频点靠近k4、峰值频点在两条谱线中间这三种情况分别分析，将谱线间距判别改为0.5倍谱线间距判定；设峰值频点左右的6条谱线的频率分别为k1、k2、k3、k4、k5、k6，它们之间的关系满足k1＜k2＜k3＜k＜k4＜k5＜k6，这6根谱线分别对应的幅值为：y1＝|Xk1Δf|，y2＝|Xk2Δf|，y3＝|Xk3Δf|，y4＝|Xk4Δf|，y5＝|Xk5Δf|，y6＝|Xk6Δf|；加窗后离散傅立叶表达式为： 其中，f0是频率，A是幅度，φ0是相位角，W[·]为窗函数频谱，k为实际信号频率对应频点，fs为采样频率，Δf为采样频率间隔，N为采样点数；窗函数的离散傅里叶表达式为 式中，M为所选窗函数的项数，N为采样点数；N＞＞1时，Wk为其中，M为窗长度，m＝0，1，2，…，M-1.N为采样点数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 青岛科技大学 一种激光多普勒测速系统信号处理方法

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