專利名稱：利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種聲波調(diào)制解調(diào)方法，尤其涉及一種利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的超聲波發(fā)送中，普遍采用的是脈沖波形。當需要較長距離的傳輸時，只能依靠較大的發(fā)射脈寬，而大的發(fā)射脈寬帶會來系統(tǒng)處理的不準確性，這時只能在距離和準確性上做一些權(quán)衡；并且由于多普勒和多徑的影響，發(fā)射脈沖到達接收端時很難處理。線性調(diào)頻(Linear Frequency Modulation)信號又稱為Chirp信號，其是一種擴頻信號，在一個Chirp信號周期內(nèi)會表現(xiàn)出線性調(diào)頻的特性，信號頻率隨著時間的變化而線性變化。Chirp信號的自相關(guān)函數(shù)具有明顯的主瓣和較小的旁瓣，分辨率較高，是目前應(yīng)用較為成熟和廣泛的一種脈沖壓縮信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的方法，解決了傳統(tǒng)聲波長距離傳播時發(fā)射端需要寬脈沖調(diào)制，導(dǎo)致接收端解調(diào)不夠準確的問題。一種利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的方法，包括聲波的調(diào)制發(fā)送和接收解調(diào)， 其中，所述的調(diào)制發(fā)送包括提供一組二進制序列，映射生成調(diào)制符序列，根據(jù)調(diào)制符序列通過直接數(shù)字頻率合成法合成線性調(diào)頻信號，將線性調(diào)頻信號放大后送入聲波發(fā)生器，發(fā)射聲波；所述的接收解調(diào)包括將聲波接收后轉(zhuǎn)換為電信號，電信號經(jīng)放大、濾波后分成兩路；對第一路電信號進行升線性調(diào)頻匹配濾波、包絡(luò)檢波，得到第一包絡(luò)信號，對第二路電信號進行降線性調(diào)頻匹配濾波、包絡(luò)檢波，得到第二包絡(luò)信號；將第一包絡(luò)信號和第二包絡(luò)信號合并，同步得到定時脈沖，同時將第一包絡(luò)信號和第二包絡(luò)信號進行比較，根據(jù)定時脈沖對比較的結(jié)果進行采樣，判決。上述生成線性調(diào)頻信號包括線性調(diào)頻信號一般可以表示為
權(quán)利要求
1.一種利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的方法，包括聲波的調(diào)制發(fā)送和接收解調(diào)，其中，所述的調(diào)制發(fā)送包括提供一組二進制序列，映射生成調(diào)制符序列，根據(jù)調(diào)制符序列通過直接數(shù)字頻率合成法合成線性調(diào)頻信號，將線性調(diào)頻信號放大后送入聲波發(fā)生器，發(fā)射聲波； 所述的接收解調(diào)包括將聲波接收后轉(zhuǎn)換為電信號，電信號經(jīng)放大、濾波后分成兩路；對第一路電信號進行升線性調(diào)頻匹配濾波、包絡(luò)檢波，得到第一包絡(luò)信號，對第二路電信號進行降線性調(diào)頻匹配濾波、包絡(luò)檢波，得到第二包絡(luò)信號；將第一包絡(luò)信號和第二包絡(luò)信號合并，同步得到定時脈沖，同時將第一包絡(luò)信號和第二包絡(luò)信號進行比較，根據(jù)定時脈沖對比較的結(jié)果進行采樣， 判決。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的合成線性調(diào)頻信號包括(1)根據(jù)調(diào)制符確定調(diào)制線性調(diào)頻信號的參數(shù)，包括中心頻率、調(diào)制指數(shù)和掃頻時間；(2)通過頻率累加、相位累加并通過計算得到線性調(diào)頻信號的瞬時幅度值，數(shù)模轉(zhuǎn)換， 低通濾波；重復(fù)步驟(2)，直至完成掃頻時間。
3.一種利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的系統(tǒng)，由調(diào)制發(fā)送端和接收解調(diào)端組成，其特征在于，所述的調(diào)制發(fā)送端包括數(shù)據(jù)源，提供二進制序列；映射器，將二進制序列映射生成調(diào)制符序列，線性調(diào)頻信號合成器，依據(jù)調(diào)制符序列合成線性調(diào)頻信號；第一放大器，將線性調(diào)頻信號放大；聲波發(fā)射器，將放大后的線性調(diào)頻信號轉(zhuǎn)換為聲波；所述的接收解調(diào)端包括聲波接收器，接收聲波，并轉(zhuǎn)換為電信號；第二放大器，將電信號放大；濾波器，對放大的電信號進行濾波，并分為兩路；匹配濾波器A和包絡(luò)檢波器A，對第一路電信號進行升線性調(diào)頻匹配濾波和包絡(luò)檢波， 得到第一包絡(luò)信號；匹配濾波器B和包絡(luò)檢波器B，對第二路電信號進行升線性調(diào)頻匹配濾波和包絡(luò)檢波， 得到第二包絡(luò)信號；合路器和同步器，將第一包絡(luò)信號和第二包絡(luò)信號合并，同步，輸出定時脈沖； 比較器，對一包絡(luò)信號和第二包絡(luò)信號進行比較； 判決器，根據(jù)定時脈沖采樣比較器的輸出，判決。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的線性調(diào)頻信號合成器包括頻率控制字生成器，根據(jù)輸入的調(diào)制符，確定調(diào)制線性調(diào)頻信號的參數(shù)，參數(shù)包括中心頻率、調(diào)制指數(shù)和掃頻時間；頻率累加器，計算線性調(diào)頻信號的瞬時頻率； 相位累加器，計算線性調(diào)頻信號的瞬時相位；正余弦查表模塊，依據(jù)瞬時相位，查找線性調(diào)頻信號的瞬時幅度值； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，依據(jù)輸入的瞬時幅度值，輸出線性調(diào)頻信號； 低通濾波器，對線性調(diào)頻信號進行濾波；時鐘生 成器，給頻率累加器，相位累加器，正余弦查表模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)送同步時鐘信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)聲波的方法及系統(tǒng)，該方法包括聲波的調(diào)制發(fā)送和接收解調(diào)，調(diào)制發(fā)送包括將調(diào)制的線性調(diào)頻信號放大后送入聲波發(fā)生器，發(fā)射聲波；將所述的接收解調(diào)包括將聲波轉(zhuǎn)換為電信，分別進行匹配濾波和包絡(luò)檢波后進行比較，對比較結(jié)果進行采樣判決。本發(fā)明通過將線性調(diào)頻信號應(yīng)用于聲波調(diào)制，由于線性調(diào)頻信號在發(fā)射端進行了時間展寬，因此可以有效的進行長距離的傳輸；在接收端通過壓縮濾波器處理產(chǎn)生窄的時間脈沖，提高了處理的準確性。
文檔編號H04B1/7176GK102185636SQ20111006329
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者付濤, 任陽, 吳正玨 申請人:杭州華韻天略電子科技有限公司