论文摘要：基于FDTD的微波多普勒测速仪优化设计研究

       微波多普勒测速技术具有非接触性测量、抗干扰性强、不易受天气环境影响等优点被广泛应用于交通、航空航天、医疗等众多领域。在车辆测速方面，与轮轴测速、GPS测速相比，微波多普勒测速技术具有不受地形限制、全天候工作的特点。

       本文以“为车辆导航系统提供可靠稳定的速度信息”为目标，展开对微波多普勒测速仪的微波天线、速度解调算法以及信号处理相关部分的研究。主要研究工作包括：

       首先，基于时域有限差分方法，重点讨论了其数值稳定性和数值色散特性、激励源及常用的激励类型、边界条件问题，对微带贴片天线展开电磁仿真研究，讨论微带天线参数对天线谐振频率以及天线方向图的影响，微带天线波束宽度对多普勒频移信号的影响，优化了微带天线参数的选取。

       其次，推导车载三维速度解调算法公式，包括载体车辆在正姿态、俯仰与旋转姿态下的速度解调公式。研究多路数字信号采集与处理技术，设计了基于FPGA加DSP的信号采集与处理电路，对FPGA各个模块与DSP相关程序进行了设计。

        最后，试制了测速仪样机，进行了信号采集与处理电路板的频率提取实验和样机的外场跑车测速实验。实验结果表明，信号处理电路板能够进行高精度的频率提取，性能稳定。在外场测速实验中，以KISTLER公司的Microstar II微波多普勒测速仪为速度基准，实验进一步验证了信号采集与处理电路板的可靠性，同时还表明，样机能够进行正常的数据采集处理。最后提出了下一步的改进措施。