本文關(guān)鍵詞：基于混沌調(diào)制信號(hào)的MIMO超聲波動(dòng)液面液位測(cè)量方法研究

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【摘要】：液位測(cè)量技術(shù)在氣象、水文、交通甚至國(guó)防等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,而新型的超聲液位測(cè)量方法由于方向性好、反射性強(qiáng)以及高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)成為了一大研究熱點(diǎn)。然而,傳統(tǒng)的超聲液位測(cè)量方法大部分都集中在靜態(tài)液位的單點(diǎn)測(cè)量研究改進(jìn)上,而沒(méi)有考慮到因水面波動(dòng)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)變化的液位所帶來(lái)的測(cè)量誤差。因此,為了提高超聲波動(dòng)液面液位測(cè)量的精度,本文將MIMO雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于超聲液位測(cè)量環(huán)境,較低系統(tǒng)成本地實(shí)現(xiàn)了多通道多點(diǎn)液位采樣。本文基于混沌調(diào)制信號(hào)及MIMO技術(shù)對(duì)波動(dòng)液面的超聲液位測(cè)量方法進(jìn)行了研究,該方法包含陣元陣列結(jié)構(gòu)、發(fā)射信號(hào)模型、信號(hào)通道分離和波束形成算法這四個(gè)關(guān)鍵模塊。首先,陣元陣列結(jié)構(gòu)上本文基于等效虛擬陣元技術(shù)采用對(duì)稱均勻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)成本和復(fù)雜度的簡(jiǎn)化;其次,在發(fā)射信號(hào)模型上本文作出了改進(jìn),通過(guò)對(duì)Logistic混沌長(zhǎng)序列隨機(jī)采樣選取出相關(guān)性能最好的短序列,繼而去調(diào)制線性調(diào)頻信號(hào)的相位獲得了Logistic-LFM復(fù)合信號(hào);再次,由于發(fā)生信號(hào)良好的正交性能本文的通道分離過(guò)程十分簡(jiǎn)單,僅通過(guò)相關(guān)處理就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的分離而得到時(shí)延信息;最后,本文在常規(guī)DBF算法的基礎(chǔ)上引入以約束主瓣最優(yōu)化旁瓣的方法,達(dá)到了較好的旁瓣抑制效果。此外,考慮到動(dòng)態(tài)液面上目標(biāo)點(diǎn)的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致波束形成聚焦點(diǎn)的偏離進(jìn)而帶來(lái)測(cè)量誤差,本文通過(guò)一種新的動(dòng)態(tài)聚焦位置設(shè)定方法較好解決了該問(wèn)題,提高了液位測(cè)量的精度。本文對(duì)改進(jìn)的液位測(cè)量方法進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明在測(cè)量波動(dòng)液面液位時(shí),該方法與傳統(tǒng)的單通道激勵(lì)測(cè)量方法相比在測(cè)量精度上得到了較大的提升。與此同時(shí),本文對(duì)該方法的影響因素也進(jìn)行了仿真分析,進(jìn)一步表明了該方法在不同條件下依然保持著良好的測(cè)量性能。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB559;TN911.7

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本文編號(hào)：1231403