[发明专利]一种基于混合基FFT的激光多普勒测速仪测速方法

权利要求书

1.一种基于混合基FFT的激光多普勒测速仪测速方法，其特征在于，包括：

按照预设采样间隔采集模拟光电信号，并进行预处理，得到离散多普勒信号序列；

将所述离散多普勒信号序列依次分解为较短的子序列；

构造DFT迭代过程的三项变量因子矩阵；所述三项变量因子矩阵为：输入序列矩阵、系数旋转因子矩阵和DFT旋转因子矩阵；

基于所述三项变量因子矩阵对所述子序列进行DFT的逐层迭代计算，得到多普勒信号序列幅值频谱及其最大值，并求出频谱最大值的主频序号；

根据所述频谱最大值的主频序号依次计算多普勒频率和最终流体速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合基FFT的激光多普勒测速仪测速方法，其特征在于，第m层DFT的表达式为：

其中，X_m表示第m层的输出序列矩阵，表示第m层的DFT旋转因子矩阵，X_m-1表示第m层的输入序列矩阵，表示第m层的系数旋转因子矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于混合基FFT的激光多普勒测速仪测速方法，其特征在于，将所述离散多普勒信号序列依次分解为较短的子序列，包括：

将所述离散多普勒信号表示为N点序列x(n)形式，即x(0),x(1),…,x(N-1)；

将N进行质因数分解，分解为N＝r₁r₂···r_L，其中，r₁,r₂,…,r_L为L个从小到大依次排列的质数，用分解的L个质数作为混合基，将任意小于N的十进制非负整数表示为多基多进制形式。

4.根据权利要求3所述的一种基于混合基FFT的激光多普勒测速仪测速方法，其特征在于，第m层输入序列矩阵X_m-1的构造过程为：

设X_m-1最初为N维向量，对N进行质因数分解后，所述离散多普勒信号序列由N维向量变为X_m-1(k_L-1,k_L-2,…,k_L-m+1,n_L-m,…,n₀)的L维矩阵，运用降维规则将L维矩阵降维为二维矩阵；

对降维后的二维矩阵进行DFT的迭代计算，输出二维矩阵X_m；

对输出的二维矩阵X_m按照降维时顺序的逆序重新升维成新的L维矩阵X_m(k_L-1,k_L-2,…,k_L-m,n_L-m-1,…,n₀)，再按基顺序的逆序重新组合元素，构成N维向量，获得下一层的N维输入向量X_m。

5.根据权利要求4所述的一种基于混合基FFT的激光多普勒测速仪测速方法，其特征在于，所述降维规则为：

将L维矩阵X_m-1的第m维元素X_m-1(n_L-m),n_L-m＝0,1,…,r_m-1作为输入序列矩阵的第一列，r_m表示第m个基；

将剩下维数中的元素按基的逆序，即r_Lr_L-1···r_m+1r_m-1···r₁的顺序依次添加到矩阵的列；

最终得到一个降维后的二维矩阵X_m-1(n_L-m,(k_L-1···k_L-m+1n_L-m-1···n₁n₀))。