[發明專利]一種基于正交相位檢測的波高測量方法

在審

• 申請號: 202011427196.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN114624514A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 鄭立芝;毛金寶;陳康;孫銘芳
• 申請（專利權）人: 北京華航無線電測量研究所
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種基于正交相位檢測的波高測量方法，通過對采集兩路正交回波信號濾波、噪聲剔除算法、相位識別算法、干擾抑制算法、信號過零點檢測得出浪高信息，并通過垂向多普勒補償算法，消除垂向抖動，實現精確浪高測量。

技術領域

本發明涉及機載、彈載領域，特別是涉及一種波高測量的方法。

背景技術

浪高信息是影響飛機和彈載設備降落和精確打擊的重要因素，浪高測量設備可提高飛機降落的穩定性，提升導彈打擊目標的精確性，為了獲得高精度的浪高測量信息，迫切需要一種國產化、精度高的快速可重復使用的低成本波高測量設備。

發明內容

本發明提出了一種基于正交相位檢測的波高測量方法，實現了精確浪高測量。

一種基于正交相位檢測的波高測量方法，包括如下步驟：

步驟1，通過AD芯片采集到的兩路IQ回波正交信號進行低通濾波處理；

步驟2，處理后的兩路回波正交信號按照設定的幅值門限進行噪聲剔除，根據信號增益與外回路衰減關系進行增益控制，根據信號與噪聲的判定門限進行噪聲剔除，超過門限的信號認定為有效信號；

步驟3，采用相位識別算法，計算兩路回波正交信號的相位差，將剔除后的兩路回波正交信號進行互相關計算，得出兩路正交信號的相位差；

步驟4，運用干擾抑制算法，根據浪周期特性和相位差的連續趨勢對互相關后得到的兩路回波正交信號的相位差進行處理，根據相位差的正負作為海浪上升、下降的分界點；

步驟5，根據步驟4得到的浪上升、下降的分界點，分別在每個上升和下降的起始和終止點的時間段內對兩路回波信號進行過零點檢測；

步驟6，根據過零點檢測得到的上升、下降段內的起始和終止的過零點數得到每段的浪高信息；

步驟7：根據獲取的飛機、導彈的垂直方向的速度和加速度信息，運用垂向加速度補償算法，對浪高進行垂向補償，修正由于飛機垂向抖動帶來的測量誤差。

進一步地，步驟1中低通頻帶設置通帶頻率為1KHz,設置截止頻率為2KHz；

回波在基帶處理芯片進行IQ接收和解調，得到零中頻信號：

U_I(t)＝A₁cos(2πf_dt+φ₂) (1)

U_Q(t)＝A₂cos(2πf_dt+φ₂-π/2) (2)

式中：A₁為I中頻幅度；A₂為Q中頻幅度；f_d為回波多普勒頻率；φ₂為IQ中頻相位。

進一步地，步驟2中增益控制方法為，首先設置基準增益G_base，基準幅值V_base，計算采集到的兩路信號的回波幅值，當前回波信號幅值為

式中：V_I(t)為I路回波信號幅值；V_Q(t)為I路回波信號幅值；

按照如下關系式進行增益控制：

式中：G為當前增益值；G_base為基準增益值；V_base為基準信號幅值；

V(t)為當前回波信號幅值；