■目的 測試某設(shè)備將一物體由0速度加速到最高速度(數(shù)百米每秒)過程中每時(shí)刻的速度值。(加速時(shí)間總共約100ms)。 ■解決方案 利用微波的Doppler頻移測速度。利用ADLINK公司的PCI-9812高速A/D卡采集回波信號并加以分析，就可以得到速度值。 ■詳細(xì)介紹 背景介紹 我們知道，微波可以在空氣中傳播，而遇到物體后會反射。如果微波的頻率為f0，反射物體靜止，則反射頻率也為f0；而如果反射物體有相對速度如v，則回波頻率為：f=f0*(2*v/c*f0)，式中c為微波在空氣中的速度，即光速。一般稱頻率變化量2v/c*f0為Doppler頻移。 微波的頻率一般為幾個(gè)GHz，但由于被測物體的本身速度并不是太高，所以最后Doppler頻移并不太高，最多只有數(shù)MHz左右。這樣就可以利用變頻(差頻，或者叫下變頻)電路把回波頻率降低，從而可以用20MHz采樣頻率對該信號進(jìn)行采樣。我們只關(guān)心頻率的變化值。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 發(fā)射機(jī)產(chǎn)生微波并射向待測物體，接收機(jī)接收反射回來的微波，經(jīng)過下變頻后利用PCI-9812采樣。 PCI-9812采樣頻率為20MHz，對一路回波信號進(jìn)行采集。為了對采樣時(shí)間加以精確控制，利用該運(yùn)動物體的啟動信號作為觸發(fā)信號，利用PCI-9812的硬件觸發(fā)方式，利用后觸發(fā)(Post Trigger)模式進(jìn)行采樣。這樣當(dāng)程序準(zhǔn)備好之后就一直在等待該觸發(fā)脈沖，一旦判到該脈沖立即開始采樣。 采樣約100ms，得到數(shù)兆的原始數(shù)據(jù)，利用動窗FFT得到不同時(shí)刻的頻率信號，跟據(jù)Doppler頻移公式得出該物體的速度，由此可以畫出速度隨時(shí)間變化的圖形。 ■結(jié)論 該項(xiàng)目已完工并投入運(yùn)用，對該設(shè)備的研制與改進(jìn)起到了很好的輔助作用。該客戶最近正利用同樣的原理進(jìn)行某彈射裝置性能測試設(shè)備的研制。