專利名稱：一種步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，屬于雷達(dá)測距的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近幾十年來，我國大跨度公路鐵路橋梁建設(shè)蓬勃發(fā)展，進(jìn)入了一個最為輝煌的時期，建設(shè)了一大批具有高新技術(shù)含量的公路鐵路橋梁。與此同時，監(jiān)測這些橋梁的動態(tài)特征對其安全運(yùn)營、維護(hù)及設(shè)計至關(guān)重要。在車輛負(fù)載、風(fēng)雨以及溫度效應(yīng)的作用下橋梁易發(fā)生變形，從地學(xué)與工程領(lǐng)域來講，只要變形不超過一定范圍就不會造成危害，如果超過它所能承受的允許值，則可能發(fā)生嚴(yán)重的災(zāi)難。所以遠(yuǎn)程監(jiān)測這些橋梁的變形是一項迫在眉睫的任務(wù)。遠(yuǎn)程微小變形監(jiān)測是一項系統(tǒng)工程，它應(yīng)用的范圍極為廣泛。在建筑物監(jiān)測更有不可替代的作用，如橋梁監(jiān)測，大壩監(jiān)測，高塔監(jiān)測等，并且在地形監(jiān)測，如山體滑坡監(jiān)測，冰川變形監(jiān)測等方面具有很大的應(yīng)用的潛力。傳統(tǒng)的位移測量方法主要是采用連續(xù)正弦信號的連續(xù)波干涉雷達(dá)測量方法。它能夠探測單目標(biāo)物體的位移。它的基本實(shí)現(xiàn)方法如下第一個發(fā)射信號和第二個發(fā)射信號分別是連續(xù)的正弦信號
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于該方法包含以下步驟 1).雷達(dá)在第一個時刻發(fā)射第一個發(fā)射信號，在第二個時刻發(fā)射第二個發(fā)射信號，其中第一、第二個發(fā)射信號均為步進(jìn)頻率脈沖信號，其發(fā)射頻率及振幅相同； 2).第一、第二個發(fā)射信號到達(dá)遠(yuǎn)距離多目標(biāo)物體； 3).遠(yuǎn)距離多目標(biāo)物體反射與第一、第二個發(fā)射信號相對應(yīng)的第一、第二個回波信號； 4).雷達(dá)接收到第一、第二個回波信號；第一、第二個回波信號分別包括多目標(biāo)物體的距離信息和多目標(biāo)物體的距離位移信息； 5).解調(diào)第一、第二個回波信號，產(chǎn)生第一、第二個回波解調(diào)信號； 6).分別從第一、第二個回波解調(diào)信號中提取出第一、第二個回波解調(diào)信號的相位； 7).確定第一第二個回波解調(diào)信號的相位差； 8).確定遠(yuǎn)距離多目標(biāo)物體的位移，位移取決于第一第二個回波解調(diào)信號的相位差。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于第一、第二個發(fā)射信號均為步進(jìn)頻率脈沖信號，其發(fā)射頻率及振幅相同，其形式由下式確定
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于第一、第二個回波信號為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于所述的解調(diào)是一個相干解調(diào)，即將第一、第二個回波信號分別與中頻本振信號相乘，進(jìn)行混頻，中頻本振信號與第一、第二個發(fā)射信號相比有fIF的頻率偏置，然后通過低通濾波，得到復(fù)指數(shù)形式的第一、二個回波解調(diào)信號為
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于提取出第一第二回波解調(diào)信號的相位，包括如下步驟 I).對第一、第二回波解調(diào)信號進(jìn)行時域采樣，采樣頻率滿足每個頻點(diǎn)只采一個數(shù)據(jù)點(diǎn)，采樣后第一、第二回波解調(diào)信號為
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于第一解調(diào)回波信號和第二解調(diào)回波信號的相位差由下式確定
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，其特征在于遠(yuǎn)目標(biāo)的位移變化量由下式確定
全文摘要
本發(fā)明是一種步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)位移測量方法，該方法包含以下步驟1)雷達(dá)在第一個時刻發(fā)射第一個發(fā)射信號，在第二個時刻發(fā)射第二個發(fā)射信號；2)第一、第二個發(fā)射信號到達(dá)遠(yuǎn)距離多目標(biāo)物體；3)遠(yuǎn)距離多目標(biāo)物體反射與第一、第二個發(fā)射信號相對應(yīng)的第一第二個回波信號；4)雷達(dá)接收到第一、第二個回波信號；第一、第二個回波信號分別包括多目標(biāo)物體的距離信息和多目標(biāo)物體的距離位移信息；5)解調(diào)第一、第二個回波信號，產(chǎn)生第一、第二個回波解調(diào)信號；6)分別從第一、第二個回波解調(diào)信號中提取出第一、第二個回波解調(diào)信號的相位；7)確定第一、第二個回波解調(diào)信號的相位差；8)確定遠(yuǎn)距離多目標(biāo)物體的位移，位移取決于第一、第二個回波解調(diào)信號的相位差。
文檔編號G01S13/06GK102650689SQ20121015479
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者徐平平, 徐彬, 李植淮, 汪淼, 顏小超, 黃航 申請人:東南大學(xué), 中國路橋工程有限責(zé)任公司