一种用于计算多普勒信号频谱的方法

摘要

本发明公开了一种用于计算多普勒信号频谱的方法，它依次经历下述步骤：在测速雷达系统中安装两个发射角度不同的天线以采集多普勒信号；对原始信号进行带通或低通滤波，再进行FFT变换以获得相应频谱；将两频谱进行合成并去除突变点；对信号的强度、信噪比进行评估，搜索频谱合成中最接近的频点；对交叉频点的谱线进行聚心以得到频率估计；参数平滑和计算。本发明方法能够有效地避免单个多普勒信号频谱因路基函数引起的计算误差，从而获得高精度的铁路机车相对运行速度。

主权项

1.一种用于计算多普勒信号频谱的方法，其特征在于它依次经历下述步骤：①在测速雷达系统中安装发射角度分别为40°和50°且设置高度均为500mm的两个天线，它们分别辐射毫米波，将发射波与反射回波差频，得到的信号即为多普勒信号；②对原始的多普勒信号进行带通或低通滤波，既要滤除高频干扰和噪声中的高频分量，也要完成AD采样前所必需的抗混叠滤波，以满足奈奎斯特采样定理；③对采样后的数据进行FFT变换以获得相应频谱；④将两个天线的频谱进行合成并去除突变点；⑤对多普勒信号的强度、信噪比进行评估，搜索频谱合成中最接近的频点；⑥对搜索到的交叉频点的谱线进行聚心以得到频率估计；⑦根据多次频率变化率确定滤波范围，进行带通或低通滤波以进一步减小参数误差；⑧计算两个天线对应的多普勒表达式为加上由二式整理所得的关系式还有$\frac{{\bar{F}}_d-F_d}{2}+F_d=F_k···4,$从关系式3和4即可得到F_d即40°天线的多普勒频率，还有即50°天线的多普勒频率，再代入关系式1和2就能得到对应的轨道机车运行速度V，关系式1中的f₀是40°天线的发射频率，关系式2中的是50o天线的发射频率，而二式中的C则是光速3×10⁸m/s，关系4中的F_K为频谱的交点。