[發(fā)明專利]多普勒頻率校正二次補(bǔ)償?shù)募す鉁y(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011103245.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112505719A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳啟敏;張普;楊吳昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01S17/58
• 分類號(hào): G01S17/58;G01S7/4861;G01S7/487
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 李雪亞

1.一種多普勒頻率校正二次補(bǔ)償?shù)募す鉁y(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)量大氣風(fēng)場(chǎng)，通過(guò)信號(hào)采集卡對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行采集；

步驟2：對(duì)步驟1采集得到的回波信號(hào)進(jìn)行大量相干累加，獲得回波信號(hào)離散采樣數(shù)據(jù)序列：

x(n)，n＝0，1，…，K-1，

其中，K為回波信號(hào)單頻脈沖信號(hào)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，K取值為2的整數(shù)冪；

步驟3：從回波信號(hào)離散采樣數(shù)據(jù)序列x(n)中選取L個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)，補(bǔ)零至N點(diǎn)并進(jìn)行采樣點(diǎn)數(shù)N的快速傅里葉變換處理，得到幅度譜A(k)，其中k為頻域的自變量，代表頻率；

步驟4：利用離散頻譜校正方法，將步驟3得到的幅度譜A(k)代入所述離散頻譜校正方法所對(duì)應(yīng)的公式中，進(jìn)行第一次頻率校正，得到多普勒頻率的第一次校正頻率的位置索引值k₀；

步驟5：根據(jù)下式(1)計(jì)算得到多普勒頻率的第一次校正頻率f_d1：

f_d1＝k₀·f_s/N (1)；

式(1)中：f_s為步驟1中所述信號(hào)采集卡的采樣頻率；

步驟6：利用多普勒頻率的第一次校正頻率f_d1設(shè)置仿真理想余弦信號(hào)，再次進(jìn)行快速傅里葉變換處理以及采用與步驟4相同的所述離散頻譜校正方法進(jìn)行第二次頻率校正，得到多普勒頻率的第二次校正頻率f_d2；

步驟7：根據(jù)下式(2)計(jì)算多普勒頻率的兩次校正頻率的差值Δf_d：

Δf_d＝f_d1-f_d2 (2)；

步驟8：根據(jù)下式(3)計(jì)算多普勒頻率的最終校正頻率f_d：

f_d＝f_d1+Δf_d＝2f_d1-f_d2 (3)；

步驟9：根據(jù)步驟8計(jì)算得到的多普勒頻率的最終校正頻率f_d計(jì)算大氣風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多普勒頻率校正二次補(bǔ)償?shù)募す鉁y(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)方法，其特征在于：步驟6中，設(shè)置仿真理想余弦信號(hào)時(shí)，還包括設(shè)置仿真理想余弦信號(hào)的相位值設(shè)定值與回波信號(hào)的相位值一致的步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多普勒頻率校正二次補(bǔ)償?shù)募す鉁y(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)方法，其特征在于：步驟6中，所述回波信號(hào)的相位值的獲取方法為：先獲取攜帶該相位信息的光束，然后通過(guò)正交混頻原理求解出該相位。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多普勒頻率校正二次補(bǔ)償?shù)募す鉁y(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)方法，其特征在于：

步驟1中所述的激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)，是采用將激光種子源發(fā)射的脈沖激光經(jīng)聲光移頻器后，進(jìn)入大氣，用于測(cè)量風(fēng)速；

步驟6中，所述獲取攜帶該相位信息的光束的方法，包括以下步驟：

步驟a.1：準(zhǔn)直器出射脈沖激光，入射至光學(xué)鏡片表面，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)初始相位與所述聲光移頻器引入的隨機(jī)初始相位相同的反射回波信號(hào)；

步驟a.2：鑒別獲得步驟a.1產(chǎn)生的所述反射回波信號(hào)所在周期脈沖的初始相位；

步驟a.3：以步驟a.2鑒別獲得的所述反射回波信號(hào)所在周期脈沖的初始相位為基準(zhǔn)，移動(dòng)其他周期內(nèi)的脈沖波形與之對(duì)齊，同一脈沖不同周期波形，消除隨機(jī)相位，進(jìn)行有效的相干疊加，獲取到所述攜帶該相位信息的光束。