[發(fā)明專利]基于對往返波二次調(diào)制的擾動源定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710508741.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109141615A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 倪作廷;趙棟;于洋;鄭智;張強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍61905部隊
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發(fā)明公開了一種基于對往返波二次調(diào)制的擾動源定位方法，包括如下步驟：當擾動源對波進行干擾時，對往返波進行二次調(diào)制，并獲取往返波兩次調(diào)制的時間差與擾動源到反射面之間距離的關系；將擾動源產(chǎn)生的擾動信號進行分解，計算單一頻率下，兩次調(diào)制疊加的擾動分量；根據(jù)光的傳播特性，存在使得兩次調(diào)制疊加的擾動分量為0的陷波頻率，根據(jù)陷波頻率與陷波頻率之間的頻率間隔的關系，得到頻率間隔與擾動源到反射面之間距離的關系；獲取擾動信號的頻譜曲線，從頻譜分析中獲取陷波曲線，并對其進行兩次快速傅里葉變換，得到二次FFT頻響曲線；根據(jù)頻率間隔與擾動源到反射面之間距離的關系計算擾動源到反射面之間距離。該方法提高了擾動源定位的準確度。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種擾動源定位方法，尤其涉及一種基于對往返波二 次調(diào)制的擾動源定位方法。

背景技術(shù)

波動是一種常見而重要的物理現(xiàn)象，幾乎在國民生產(chǎn)、生活的所 有領域都有涉及。在波的傳播過程中，會受到周圍環(huán)境中各種擾動的 影響，從而使波的某些參量產(chǎn)生變化，尤其是波在長距離、大范圍傳 輸?shù)膽弥?，常常需要確定這些擾動出現(xiàn)的具體位置，從而找到這些 擾動源進行消除干擾，或者利用這些擾動源進行傳感監(jiān)測。因此，需 要一種通用的定位方法，準確判斷各種波的傳播路徑上擾動源出現(xiàn)的 位置。

為了解決上述問題，在申請?zhí)枮?00910051231.4的專利申請文 件中，公開了一種擾動源定位方法。往返波在其傳播路徑上某點處受 到外界擾動源的影響,對向前傳播的波和返回的波進行二次調(diào)制,調(diào)制 產(chǎn)生的擾動信號可分解為多個頻率的正弦分量的疊加,其中某些頻率 分量的兩次調(diào)制效果相互抵消,在對調(diào)制波解調(diào)后,可獲得這些特征頻 率對應幅值下陷的擾動信號的頻譜曲線,從而由頻譜曲線特征反推出 擾動源和反射面之間的相對距離,完成定位。該方法適用于所有類型的 往返波,適用于擾動源對波的所有參量進行的調(diào)制,應用范圍廣。

但是，采用上述方法對獲取兩次調(diào)制效果相互抵消的特征頻率(波 陷頻率)的獲取至關重要，決定著擾動源定位的準確度。而現(xiàn)有的擾 動源定位方法是對二次調(diào)制后的往返波進行解調(diào)處理，通過獲取特征 頻率對應的幅值下陷的擾動信號的頻譜曲線找到“陷波點”進而得到 特征頻率。然而，波在傳播過程中受到噪音等外部環(huán)境的干擾，用上 述方法提取的特征頻率準確度并不高，進而得出的擾動源的定位也并 不十分準確。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種 基于對往返波二次調(diào)制的擾動源定位方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：

一種基于對往返波二次調(diào)制的擾動源定位方法，包括如下步驟：

當擾動源對波進行干擾時，對往返波進行二次調(diào)制，并獲取往返波 兩次調(diào)制的時間差與擾動源到反射面之間距離的關系；

將擾動源產(chǎn)生的擾動信號進行分解，計算單一頻率下，兩次調(diào)制疊 加的擾動分量；

根據(jù)光的傳播特性，存在使得兩次調(diào)制疊加的擾動分量為0的陷波 頻率，根據(jù)陷波頻率與陷波頻率之間的頻率間隔的關系，得到頻率間 隔與擾動源到反射面之間距離的關系；

獲取擾動信號的頻譜曲線，從頻譜分析中獲取陷波曲線，并對其進 行低通濾波，消除曲線的高頻噪聲，得到一次FFT頻響曲線；

對一次FFT頻響曲線進行快速傅里葉變換，得到二次FFT頻響曲 線；

尋找二次FFT頻響曲線中的峰值響應頻率，根據(jù)所述峰值響應頻 率與陷波頻率之間的頻率間隔的關系，計算出頻率間隔；

根據(jù)頻率間隔與擾動源到反射面之間距離的關系計算擾動源到反 射面之間距離。

其中較優(yōu)地，所述往返波兩次調(diào)制的時間差與擾動源到反射面之 間距離的關系用下式表示：