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凌华PCI-9812应用于高性能微波测速系统

供稿:ADLINK—凌华科技(中国)有限公司 2003/6/10 9:42:00

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■目的
测试某设备将一物体由0速度加速到最高速度(数百米每秒)过程中每时刻的速度值。(加速时间总共约100ms)。
■解决方案
利用微波的Doppler频移测速度。利用ADLINK公司的PCI-9812高速A/D卡采集回波信号并加以分析,就可以得到速度值。
■详细介绍
背景介绍
我们知道,微波可以在空气中传播,而遇到物体后会反射。如果微波的频率为f0,反射物体静止,则反射频率也为f0;而如果反射物体有相对速度如v,则回波频率为:f=f0*(2*v/c*f0),式中c为微波在空气中的速度,即光速。一般称频率变化量2v/c*f0为Doppler频移。
微波的频率一般为几个GHz,但由于被测物体的本身速度并不是太高,所以最后Doppler频移并不太高,最多只有数MHz左右。这样就可以利用变频(差频,或者叫下变频)电路把回波频率降低,从而可以用20MHz采样频率对该信号进行采样。我们只关心频率的变化值。
系统实现
发射机产生微波并射向待测物体,接收机接收反射回来的微波,经过下变频后利用PCI-9812采样。

PCI-9812采样频率为20MHz,对一路回波信号进行采集。为了对采样时间加以精确控制,利用该运动物体的启动信号作为触发信号,利用PCI-9812的硬件触发方式,利用后触发(Post Trigger)模式进行采样。这样当程序准备好之后就一直在等待该触发脉冲,一旦判到该脉冲立即开始采样。
采样约100ms,得到数兆的原始数据,利用动窗FFT得到不同时刻的频率信号,跟据Doppler频移公式得出该物体的速度,由此可以画出速度随时间变化的图形。
■结论
该项目已完工并投入运用,对该设备的研制与改进起到了很好的辅助作用。该客户最近正利用同样的原理进行某弹射装置性能测试设备的研制。

更多内容请访问 ADLINK—凌华科技(中国)有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=46668)

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