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超声波多普勒频移信号提取及其硬件电路研究崔巍【摘要】超声波多普勒回波信号频率具有复杂性,回波信号频差的获取方法直接影响着测量精度.为此研究了一种多普勒频移信号的提取及其硬件电路的设计.基于多普勒流速测量原理,对回波信号进行放大、混频、滤波,从回波信号中提取有用的超声波频移信号,并对其硬件电路进行设计.该方法经过仿真验证满足要求,对下一步超声波频移回波信号的数字处理做出了铺垫,是确保多普勒超声波流量计精度的基础.【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】4页(P28-31)【关键词】超声波;多普勒效应;放大器;低通滤波器【作者】崔巍【作者单位】延安大学鲁艺学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TPH814利用超声波多普勒效应为原理来测量流体流量，是通过对比发射探头和接收探头的超声波频率差来得到流体的流速与流量[1]。
相对于纯洁单相流体的时差法流量测量技术，多谱勒法对含微小固体颗粒或气泡的悬浮液、粘稠液、泥浆、原油等流量的测量有明显的适用性。
但由于散射粒子或气泡是随机存在的，流体传声性能在压力、粘度、温度、密度及导电率等因素的影响下也有明显的差别[2]。
这就使得多普勒回波信号频率具有复杂性，回波信号频差的获取方法直接影响着测量精度。
本文所研究的方法为：选取发射频率为2 MHz的超声波换能器，利用混频器对接收到的频率信号和发射的2 MHz频率信号进行混频，选用低通滤波器对信号进行滤波得到频率较低的多普勒频移信号。
本文的创新点在于：选用2 MHz的超声波可以识别丝米级别的粒子，可以更多地利用较小粒子的运动状态更全面反映流速信息以至于减小流速误差；选用低通滤波器使流速信号出现在低频段，这样避免了信号在高频段上进行采样时采样频率过高所带来的计算量大、运算时间长的缺点，从而提高了流速信息的实时性和瞬时流量测量的准确性。
多普勒效应的频率关系为：f1为观察到的频率；f为发射源于该介质中的原始发射频率；v为波在该介质中的行进速度；v0为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为+号，反之则为-号；vs为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为-号，反之则为+号[3]。
现代雷达辐射源信号特点分析与研究一、辐射源信号的基本特点1.1 频率特性雷达系统的辐射源信号频率范围广泛，一般包括微波、毫米波等频段。
不同频率的辐射源信号具有不同的传输特性和穿透能力，在不同的应用场景中发挥作用。
毫米波雷达的高频信号能够实现更高的分辨率和更精准的目标探测，适用于复杂环境下的目标识别和跟踪。
1.2 脉冲特性雷达系统通常采用脉冲信号来进行目标探测和测距。
脉冲信号具有高峰值功率和短脉冲宽度的特点，能够提高雷达系统的探测灵敏度和测距精度。
脉冲信号还具有较好的抗干扰能力，能够有效抑制环境杂波和干扰信号，提高雷达系统的工作稳定性和可靠性。
1.3 调制特性现代雷达系统通常采用复杂的调制方式来实现对目标的识别和跟踪。
常见的调制方式包括脉冲调制、相位调制、频率调制等。
这些调制方式能够使雷达系统实现更丰富的信息传输和目标特征提取，提高雷达系统的性能和功能。
1.4 多普勒特性雷达系统在实际应用中往往需要对目标的运动状态进行监测和跟踪。
辐射源信号具有多普勒频移的特点，能够实现对目标的速度和运动方向进行测量和分析。
通过多普勒效应，雷达系统能够实现目标的速度探测和运动矢量估计，为目标识别和跟踪提供重要信息。
二、辐射源信号特点的影响因素分析2.1 环境因素雷达系统的辐射源信号在不同的环境中具有不同的传输特性和反射特性。
环境因素包括大气介质、云雾、降雨等对辐射源信号的衰减和传播影响。
在复杂环境中，辐射源信号的特性受到环境因素的影响较大，需要针对不同的环境条件进行信号处理和优化设计。
2.2 目标特性目标的形状、尺寸、材料等特性对辐射源信号的反射和散射产生重要影响。
目标特性对雷达系统的信号处理和目标识别具有重要意义，需要充分考虑目标特性与辐射源信号特性的匹配和优化。
2.3 干扰因素雷达系统在实际应用中常常受到各种干扰信号的影响，如杂波、自然干扰、敌对干扰等。
这些干扰因素对辐射源信号的接收和处理产生负面影响，降低雷达系统的性能和可靠性。
Thesis Submitted toHebei University of TechnologyforThe Master Degree ofElectronics and Communication EngineeringSTUDY ON THE EXTRACTION METHD AND VERIFY BASED ON THE CIVILA VIATION AIRCRAFT REAL-TIMEPARAMETER INFORMATIONbyLi YongjinSupervisor: Professorate Senior Engineer Li JingchunDecember 2014This work was supported by the National Natural Science Foundation ofChina. 61139001摘要根据国家无线电监测中心提出的“利用多普勒频移定位地面干扰源”核心算法(专利号：NO.ZL2005101275977)，在知道飞机的飞行状态和地面接收站位置的条件下，能够定位出干扰源的位置，从而防止地面干扰源对飞机的有意或无意干扰。
市面上出售的ADS-B接收设备对各种ADS-B报文格式都能解调，但是价格都比较昂贵。
本文研究的内容是采用软件无线电技术对ADS-B信号进行解调，得到飞机的身份信息、位置信息、高度信息和速度信息等，可满足定位算法的需求。
采用软件无线电的好处是价格低廉、可移植性强、易于维护。
首先，本文介绍了广播式自动相关监视（ADS-B，automatic dependent surveillance broadcast）技术的研究背景、意义以及国内外现状；其次，介绍了系统原理和基本结构，详细阐述了ADS-B发射子系统和接收子系统的特点和原理；第三介绍了ADS-B 报文格式，重点说明了DF=17报文的各个子字段的编码含义，对高度字段和速度字段的编码含义进行了详细说明。
基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法何晓明;吴琳【摘要】提出了一种脉组间多普勒频率变化率的高精度测量算法,该算法利用脉组相邻脉冲对间的互相关函数估计脉组模糊频率,在连续脉组间选择任一相同模糊频率进行解模糊得到各脉组相对频率,因为这些相对频率包含相同的模糊,所以可以利用差分或滤波算法得到脉组间多普勒频率变化率;计算机仿真和试验均证明了该测量算法的有效性.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2014(009)003【总页数】4页(P277-280)【关键词】脉组;互相关;解模糊;多普勒频率变化率【作者】何晓明;吴琳【作者单位】中国电子科技集团公司第51研究所,上海201802;中国电子科技集团公司第51研究所,上海201802【正文语种】中文【中图分类】TN950 引言在现代电子战中，近年兴起的机载单站无源快速定位技术所采用的是测向结合测距的定位方法。
而利用多普勒频率变化率实现测距是一种快速高精度的无源定位技术。
该技术的潜在优势在于，当受目标辐射源限制，机载单站无源系统截获次数很低时，依然可以通过较少的测量次数达到较高的测距精度。
该技术对多普勒频率变化率的测量精度提出了较高的要求，并且成为影响定位精度的主要因素之一。
传统的实现多普勒频率变化率测量的信道化、瞬时测频等测频方法需要大量的脉冲数据，再经过时间的积累处理得到的，耗费大量的硬件资源，同时计算量大、时间长、且测频精度不理想，离单站无源定位与跟踪技术的要求还有较大的差距。
有鉴于此，为克服上述现有技术存在的不足，提出了基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法，以提高测量精度，减小运算量，同时简化系统设计，降低工程应用难度。
1 实现方法1.1 数学模型假定对方的雷达是PD雷达或高精度的相参雷达。
设雷达于0时刻发射信号，发射的信号为式中，f0为载频;gT(t)为周期为T的方波周期函数，方波的宽度为τ。
信号到达接收机时的形式为，A 为信号幅度是t时刻的压缩因子。
