专利名称：一种低复杂度的声学多普勒测流系统速度估算方法
技术领域：
本发明属声学多普勒测流信号处理技术领域，具体涉及一种宽带束控声学多普勒测速系统的信号处理方法，用于声学多普勒水流剖面仪和计程仪等设备估算水层或相对于水底运动速度信息。
背景技术：
声学多普勒测流系统利用水声换能器向水介质发射一个定向的声脉冲信号，然后接收从海水中的散射体上反射的回波信号，利用声传播路径的时间差异转换成不同的深度单元，测量各层回波信号的频率信息，分析多普勒频移变化，换算得到相对运动速度。 目前，声学多普勒测流系统对于流层速度的估算主要是基于复自相关算法，其速度估算流程一般如下对水声换能器接收到的回波进行采样后通过频谱搬移及低通滤波器，完成基带解调，然后对解调后的基带信号进行进行希尔伯特变换以获取复信号，再采用复相关技术计算出回波信号中的多普勒频偏，最后根据多普勒频移值计算出所需测量的相对运算速度。尽管基于复自相关方法的流速估算效果较为理想，但该方法处理流程运算量较大，实现较为复杂，硬件资源消耗较多。
发明内容
本发明的目的在于解决上述方法的缺点和不足，提出一种基于延迟共轭乘积技术的低复杂度声学多普勒测流系统速度估算方法，在保证测量性能的前提下较大程度地减少了信号处理的运算量，降低了系统的复杂度并节省了硬件资源的开销。设声学多普勒测流系统中换能器发射的声脉冲信号的波束张角为
沒，波长为j，声脉冲信号的载波频率为尤，系统处理的最大多普勒频移绝对值为AjLi，一次完整的测流过程中水声换能器共发射#次声脉冲信号，#为奇数。所述的处理方法处理步骤如下
步骤(I)对换能器阵接收到的回波信号进行采样，形成数字信号。采样频率/5，采样后的信号为呛)，其中《 =j表示采样点序号，况表示采样后数字序列的长度。步骤(2)对每路信号与本地频率为上的同相/正交载波相乘，完成正交频谱搬移。
K/m) = r(^i) X cos(2-jtxχ—)
…-I/；
Xg(^) - r(n) χ sin(2/rx^. x~■)并将频谱搬移后的信号经过_3dB带宽为10x44·的低通滤波器，得到同相基带信号毛一)和正交基带信号％_)。
权利要求
1.一种低复杂度的声学多普勒测流系统速度估算方法，其特征在于该方法的具体步骤是 设声学多普勒测流系统中换能器发射的声脉冲信号的波束张角为.5，波长为2，声脉冲信号的载波频率为上，系统处理的最大多普勒频移绝对值为，一次完整的测流过程中水声换能器共发射#次声脉冲信号，#为奇数 步骤(I)对换能器阵接收到的回波信号进行采样，形成数字信号；采样频率/;，采样后的信号为K )，其中《 = …，M表示采样点序号表示采样后数字序列的长度； 步骤(2)对每路信号与本地频率为叉的同相/正交载波相乘,完成正交频谱搬移
全文摘要
本发明涉及一种低复杂度的声学多普勒测流系统速度估算方法。现有的基于复自相关方法的流速估算效果虽然较为理想，但该方法处理流程运算量较大，实现较为复杂，硬件资源消耗较多。本发明提出一种基于延迟共轭乘积技术的低复杂度声学多普勒测流系统速度估算方法，在保证测量性能的前提下较大程度地减少了信号处理的运算量，降低了系统的复杂度并节省了硬件资源的开销。
文档编号G01P5/24GK102901839SQ201210434410
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者易志强, 李芸, 戴绍港, 赵知劲, 张福洪 申请人:杭州电子科技大学