[發明專利]一種寬帶束控聲學多普勒測流系統信號處理方法

有效

• 申請號: 201210434383.4
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102928619A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 易志強;李蕓;戴紹港;趙知勁;張福洪
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?一種寬帶束控聲學多普勒測流系統信號處理方法，其特征在于該方法的具體步驟是：

設寬帶聲學多普勒測流系統中進行相位編碼調制所用的偽隨機序列周期為???????????????????????????????????????????????，單個碼元周期為，相控換能器發射的聲脈沖信號的波長為，波束張角為，聲脈沖信號的載波頻率為，一次完整的測流過程中水聲換能器共發射K次聲脈沖信號，K為奇數：

步驟（1）構造水聲換能器發射聲波波束；設單次聲脈沖發射過程中，經過相位編碼調制后的聲脈沖波形為，則按下式構造四路束控波束并發射出去：

步驟（2）對相控換能器陣接收到的四路回波信號進行采樣，形成四路數字信號；采樣頻率，采樣后的信號為，其中表示信號對應的路數，表示采樣點序號，表示采樣后數字序列的長度；

步驟（3）每路信號與本地頻率為的載波相乘，完成頻譜搬移：

并將頻譜搬移后的信號經過-3dB帶寬為的數字低通濾波器，得到基帶信號；

其中，為低通濾波器單位沖激響應函數；

???????步驟（4）對四路基帶信號按下式進行波束合成，得到兩路合成后的信號：

???????步驟（5）對合成后的兩路信號分別做Hilbert變換，得到兩路復信號和；

其中表示，表示Hilbert運算；

???????步驟（6）利用波束合成信號進行水底跟蹤判斷，以確定底回波前沿數據序號；判定方法為：計算合成信號中實部序列和點的實時平均功率，取值范圍是120~9600；

??計算從回波接收開始至當前時刻，合成信號中實部序列和的實時平均功率：

???????如果且，則記錄此時的值作為底回波前沿數據序號，進入步驟（7）；否則重復步驟（6）；為功率檢測系數，取值范圍為1~20；

???????步驟（7）分別計算兩路合成信號的復相關值：

???????步驟（8）根據復相關結果計算相角：

，

，分別為兩個復相關值的相角；

???????步驟（9）根據相角計算出單次聲脈沖測流獲得的速度值：

數值的正負代表所測速度的方向與參考方向一致或相反；

???????步驟（10）重復步驟（1）~（9）完成K次發射聲脈沖的測流過程，并對得到的K個單次測流速度值按數值大小進行單調遞增排序后得到序列，最終測流速度值為：

這里表示取中間值處理。