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多普勒雷达弹丸测速信号的速度重建方法

246    2020-04-27

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作者:张建宏1,2, 武锦辉1, 王高1,2, 刘吉1,2, 苏凝钢2, 金源2

作者单位:1. 中北大学 电子测试国家重点实验室, 山西 太原 030051;
2. 中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051


关键词:多普勒雷达;窗函数;快速小波变换;瞬时频率;重建速度曲线


摘要:

多普勒雷达在弹丸速度测试的实际工程应用中,由于现场测试环境的恶劣,获得的信号大多数为非平稳信号,存在较大的杂波和低信噪比,影响测试精度的问题。为准确地获取弹丸速度测试参数,提出一种短时傅里叶变换(STFT)和快速小波变换相结合提取信号瞬时频率的方法。该方法对短时傅里叶窗函数预处理分段,分段进行小波变换提取能量脊线,计算信号的瞬时频率并重建速度曲线。测试结果与校准后的激光弹丸测速系统结果相比对,测量误差优于0.2%。结果表明:该算法处理结果准确,高效实用,具有一定的工程应用价值。


Method for velocity reconstruction of Doppler radar projectile velocity signal
ZHANG Jianhong1,2, WU Jinhui1, WANG Gao1,2, LIU Ji1,2, SU Ninggang2, JIN Yuan2
1. National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China;
2. School of Information and Communications Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China
Abstract: Doppler radar in practical engineering applications of projectile velocity test, due to the harsh field test environment, most of the signals are obtained for non-stationary signals, and there are problems of large clutter and low signal-to-noise ratio,which affects the accuracy of the test. In order to acquire the projectile velocity test parameters accurately, a method was proposed combining short-time Fourier transform (STFT) and fast wavelet transform to extract the instantaneous frequency of the signal. The method pre-processes to the short-time Fourier window function, segments the wavelet transform to extract the energy ridge, calculates the instantaneous frequency of the signal and the reconstruction velocity curve. The test results were compared with the calibrated laser projectile velocity measurement system results, and the measurement error was better than 0.2%. The results showed that the algorithm was accurate, efficient and practical, and had certain engineering application value.
Keywords: Doppler radar;window function;fast wavelet transform;instantaneous frequency;reconstruction velocity curve
2020, 46(4):31-35  收稿日期: 2019-07-26;收到修改稿日期: 2019-08-30
基金项目: 国家自然科学基金(61603352);装备预研重点实验室基金(61420010403);装备预研领域基金(6140003050110)
作者简介: 张建宏(1993-),男,山西太原市人,硕士研究生,专业方向为测控技术与仪器
参考文献
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