[实用新型]多通道声表面窄带匹配滤波器组

说明书

本实用新型涉及测距和测速的光电探测系统中输出频率信号处理的电子电路。

目前，以声表面器件制成的多通道窄带匹配滤波器组是测距和测速的光电探测系统信号预处理的有效工具之一。例如连续波调频体制的CO₂相干激光探测系统，探测的目标速度动态范围大，输出的频率信号变化范围大。其次，输出信号的半宽度与激光频率稳定度直接有关。CO₂激光器的频率稳定度高，输出信号的半宽度很窄。因此，输出信号是在宽谱的噪声背景上迭加一个较弱的高频输出信号尖锋。

考虑到测距和测速的光电探测系统输出信号的以上特点，必须有一组窄带通滤波器，将宽谱信号分割成一组组窄带的信号通道。另外，还必须降低输出信号的中心频率，以便利用高速数据采集系统进行信号预处理和数字化处理。再次，信号处理应当小型化和集总化。《Wind Engineering》Vol13介绍了英国测风速的CO₂相干激光探测系统，便利用了声表面匹配滤波器组，改善了后置处理电路。但由于通道数少，它只能测低速(0.5～4.5米/秒)目标。不能进一步降低信号中心频率，以采用高速数据采集系统进行快速傅立叶变换FFT的数字化信息处理，提高频率测量精度。目前国内尚无专用于测距和测速的光电探测系统的声表面窄带匹配滤波器组。

本实用新型采用声表面器件及相应的匹配网络，使系统半带宽减小，信噪比升高。通过多个声表面器件构成多通道窄带匹配滤波器组，可扩大总带宽，从而测量信号的频率范围得到提高。

利用由混频器、中频放大器、本机振荡器组成的变频器和低通窄带滤波器将所选择某一通道通过的高频信号，变为较低中频信号并保持原来信号的频谱分量的相对大小和相互间频率分布的相对位置。因而保持了原来高频信号中含有的信息，并进行放大，取得较大增益。最后通过一个窄带低通滤波器进一步滤除杂质信号，得到一个频谱纯净、信噪比很高的有用频率信号，再在计算机中通过快速富里叶变换(FFT)提高测频精度。

为达到上述目的，本实用新型整个系统由光电探测系统、信号的模拟处理系统和数字处理系统等三部分组成。其中信号模拟处理系统中的窄带匹配滤波器组由多个不同频率与带宽的声表面(SAW)滤波器及其相应的频率选择匹配网络、变频器和低通滤波器组组成。