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“数字信号处理课程设计”任务书

题目5

基于Matlab测速仪设计(多普勒效应回波信号处理)

主要

内容

利用离散付里叶变换进行频谱分析，设计数字滤波器组，并对滤波器组加窗降低副瓣，通过频域方法测量速度。

设计

要求

产生输入回波信号及加性噪声信号。

计算回波频率偏移于目标速度的对应关系。

按技术指标要求对输入信号进行傅立叶变换，对输入信号进行频域分析。

写出所设计的窄带滤波器组的系统函数并显示出频率响应曲线。

设计适当的加权窗函数，写出设计过程，画出加权后滤波器频率响应曲线

正确显示信号频谱和对应的滤波器响应间的关系。

采用门限等方法确定并显示目标速度。

主要

仪器

设备

1、计算机1台，安装MATLAB软件

主要

参考

文献

[美]数字信号处理——使用MATLAB[M].西安：西安交通大学出版社，2002.

课程设计进度计划(起止时间、工作内容)

本课程设计共安排7个题目，这是其中题目之一。整个课程设计共45学时，分1.5周安排，具体进度如下：

8学时 复习题目相关知识，掌握实现的原理；

20学时 用MATLAB语言实现题目要求；

9学时 进一步完善功能，现场检查、答辩；

8学时 完成课程设计报告。

课程设计开始日期

2010.12.6

课程设计完成日期

2010.12.15

课程设计实验室名称

信号与信息处理实验室

地 点

实验楼3-503

资料下载地址

HYPERLINK "11/实践环节/" 11/实践环节/数字信号处理课程设计

目录

概述…………………………………………………………………………4

目的………………………………………………………………………………………4

相关知识简介………………………………………………………………4

背景简介…………………………………………………………………………………4

多普勒频移………………………………………………………………………………4

3、 程序中的相关计算………………………………………………………………………5

4、 测速仪的技术规格………………………………………………………………………6

5、 设计内容…………………………………………………………………………………6

6、 测量方法…………………………………………………………………………………6

设计过程……………………………………………………………………7

设计步骤…………………………………………………………………………………7

2、 设计流程图

3、 程序………………………………………………………………………………………7

实验结果及分析……………………………………………………………12

实验结果…………………………………………………………………………………12

总结…………………………………………………………………………15

参考文献资料…………………………………………………………………………………………………………………………16

一、 概述

1、 目的：

熟悉DFT的基本性质，利用离散付里叶变换对信号和系统进行频域分析；

熟悉并加深对采样定理的理解；

设计数字滤波器组，实现对存在加性干扰的时域离散信号的滤波；

对滤波器组进行加权设计，降低副瓣，通过频域方法测量速度。

相关知识简介

背景简介：

车辆监测用测速雷达是依据多普勒效应原理实现的。由雷达发出一束微波，遇被测目标(车辆)时微波被反射回来，再由雷达接收反射波。如果目标相对于雷达有距离上的运动，反射波的频率将与发射频率发生差异，而这种差异的大小正比于目标与雷达的相对运动速度。于是，雷达通过检测反射波频率和发射波频率的差，就可以计算出被测车辆的移动速度。

多普勒频移：

多普勒频移，当运动在波源后面时，会产生相反的效应。HYPERLINK "/view/45341.htm"波长变得较长，HYPERLINK "/view/30964.htm"频率变得较低 (HYPERLINK "/view/6268.htm"红移red shift)。波源的速度越高，所产生的效应越大。根据光波红(蓝)移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。把HYPERLINK "/view/17777.htm"声波视为有规律间隔发射的脉冲，可以想象若你每走一步，便发射了一个脉冲，那么在你每走一步时，面前的声源发出的脉冲相对于你的传播距离比你站立不动时近了一步，而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说，在你之前的脉冲频率比平常变高，而在你之后的脉冲频率比平常变低了。

所谓HYPERLINK "/view/1805.htm"多普勒效应就是当发射源与接收体之间存在相对运动时，接