毫米波干涉仪膛内信号处理研究

弹丸膛内运动参数是武器设计和改进的重要依据,其中弹丸速度的提取有着尤其重要的意义。毫米波干涉仪利用多普勒效应可以实现对速度信息的有效提取,并且对于烟雾等恶劣环境还有着极好的穿透特性。 毫米波单路干涉仪对测量弹丸速度急剧变化时估计误差很大,本文提出了双路干涉理论,对双路弹丸速度回波信号差分后,计算瞬时频率,采用时频分布手段进行处理,反演得到速度-时间曲线,将速度估计误差降低1个数量级。 本文对非平稳信号处理方法做了简要叙述,采用Choi-Williams分布、减小交叉项分布、Wigner-Ville分布及其变型形式等方法对膛内弹丸回波的瞬时相位差信号进行处理。上述分布方法得到的时频图具有严重的交叉项干扰,本文针对这个问题,从抑制交叉项的原理出发,结合所处理的多项式相位信号特点,设计了多项式Wigner-Ville分布,完全消除了交叉项干扰。对于处理的多项式相位信号,从速度估计误差、交叉项抑制、时频聚集性、噪声敏感性等方面,将多项式Wigner-Ville分布与其他时频分布进行比较,证明了多项式Wigner-Ville分布的优越性。