扩频技术应用
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PN2 f0
rb t
rb' t 频滤b2
fd
r0 t
k
设超声波扩频信号为：
et Re ct e j0t
五．超声多普勒血流成像
经人体内运动的红血球细胞散射，其回波：
n j 0 di t i r t Re Ai ct i e i 1
rb' t Re Ak e jdk t k
再经多普勒频移滤波器b2，从而获得li处的多普勒频移信号；
最后用 di 调制彩色监视器的色度，就可以显示出不同速度的 彩色象素。
三．同时测距与测速
（4）速度计算公式
各相关解调器输出端的窄带滤波器的中心频率选为
fi f 0 n 1 i , i 1,2,,2n 1
利用多普勒频移计算速度
f d f 0 f i n 1 i fd f0 fi vr c c cn 1 i vr f0 f0 f0 fd f0 c
vr<0，目标离去； vr>0目标靠近。
四．测量天线方向图
1、原理
（1）不用扩频技术时，易受测试场地反射波和外来干扰； （2）利用扩频技术抗多径干扰特性；
四．测量天线方向图
2、分析
cos 0 t
扩频
mt cos 0 t
发射机
Cmt cos 0 t Amt cos 0 t
其中：
di为第i个红血球细胞产生的多普勒频移，其对应的血流速率 为vi，则 vi di 2f 0 c' c 是人体内声音速度。
五．超声多普勒血流成像
Ai是人体衰减系数， Ai <1;
c(t-i)是延迟了的m序列回波信号；
i 是换能器至第i点红血球细胞的距离li所决定的时延， 可由下式计算：
解调
mt
m序列 发生器 可变延时器
K A cos 0 t K C cos 0 t
接收机
Bmt
（1）直射波解调输出均值
EAmt cos0 t Bmt ABN cos0 t K A cos0 t
扩频技术的应用
一、引言
1. 扩频技术采用PN序列作为扩频调制的基本信号； 2. PN序列具有许多优点 （1）抗干扰能力强； （2）功率谱密度低，保密不易截获、不易发现； （3）能实现码分多址； （4）容易产生、复制、处理等； 3. 应用广泛 （1）测距（2）同时测距与测速（3）测量天线方向图 （4）超声多普勒血流成像
二．测距
1. 原理
发射电波，然后测量反射信号与发射信号的时延。
至目标 发钟 m序列 发生器 直扩 发射机 双工器 目标来 直扩 接收机
相关 判决器
1 d c 2
时差
比较器
本地码 发生器
相位 调整器
二．测距
2. 讨论
（1）距离大，反射信号弱，接收困难； （2）测距精度dmin取决于码片周期Tc；
五．超声多普勒血流成像
1、概述
利用扩频码作为超声信号，功率谱密度低，不易超过人体组 织的安全阈值，所以应用广泛。
超声功率过大，对人体组织安全造成威胁；过小，测量不准；
五．超声多普勒血流成像
2、原理
f0
et ct
PN1
人体
r t
rd t 窄滤b1 ct k
（1）系统框图
三．同时测距与测速
至目标 目标来 双工器 直扩 接收机
（2）工作过程 N个相位分配器作为接收机相 位解调的基准信号； 如果接收信号相位与第k个相位 基准信号同相，则第k个相位解 调器输出为正，可得时延； 如果第k个相位解调器后的第i 至 个窄带滤波器（相当于积分器） 检 波 有最大输出，由于各窄带滤波 器 器具有不同的中心频率，可得 接收频率fi（多普勒频移），由 此可计算速度；
四．测量天线方向图
（2）反射波解调输出均值
1 ECmt cos0 t Bmt CB cos0 t N K C cos0 t
（3）直射波和反射波解调输出均值比较
C K C B BAN K A N
射频 振荡器
直扩 发射机 m序列 发Hale Waihona Puke Baidu器 相位解 调器1 相1
窄滤1_1
窄滤1_2
窄滤1_3
窄滤N_1
N个相位的 m序列分配 器
窄滤N_2
相位解 相N 调器N
窄滤N_3
三．同时测距与测速
（3）距离机算公式
1 d c 2 NTc k 1Tc , k 1,2, N
（3）可测的最大距离dmax取决于m序列的周期N；
1 1 d min c min cTc 2 2 d 1 c 1 cNT max max c 2 2
三．同时测距与测速
1、原理
（1）利用比较收/发码的相差测距； （2）利用运动物体产生的多普勒频移测速；
2、m序列扩频雷达系统
1 j 0 dk t k rb t Re Ak e N Re Ak e j 0 dk t k
Ae
ik i
n
j 0 di t i
五．超声多普勒血流成像
通过相干检测去除载频后得：
2li i c'
五．超声多普勒血流成像
r(t)与c(t-k)相乘后得：
n j 0 di t i rd t Re Ai ct i ct k e i 1 为了提取li为处的血流，令k = i ；
经中心频率为f0的窄带滤波器b1滤波后，
rb t
rb' t 频滤b2
fd
r0 t
k
设超声波扩频信号为：
et Re ct e j0t
五．超声多普勒血流成像
经人体内运动的红血球细胞散射，其回波：
n j 0 di t i r t Re Ai ct i e i 1
rb' t Re Ak e jdk t k
再经多普勒频移滤波器b2，从而获得li处的多普勒频移信号；
最后用 di 调制彩色监视器的色度，就可以显示出不同速度的 彩色象素。
三．同时测距与测速
（4）速度计算公式
各相关解调器输出端的窄带滤波器的中心频率选为
fi f 0 n 1 i , i 1,2,,2n 1
利用多普勒频移计算速度
f d f 0 f i n 1 i fd f0 fi vr c c cn 1 i vr f0 f0 f0 fd f0 c
vr<0，目标离去； vr>0目标靠近。
四．测量天线方向图
1、原理
（1）不用扩频技术时，易受测试场地反射波和外来干扰； （2）利用扩频技术抗多径干扰特性；
四．测量天线方向图
2、分析
cos 0 t
扩频
mt cos 0 t
发射机
Cmt cos 0 t Amt cos 0 t
其中：
di为第i个红血球细胞产生的多普勒频移，其对应的血流速率 为vi，则 vi di 2f 0 c' c 是人体内声音速度。
五．超声多普勒血流成像
Ai是人体衰减系数， Ai <1;
c(t-i)是延迟了的m序列回波信号；
i 是换能器至第i点红血球细胞的距离li所决定的时延， 可由下式计算：
解调
mt
m序列 发生器 可变延时器
K A cos 0 t K C cos 0 t
接收机
Bmt
（1）直射波解调输出均值
EAmt cos0 t Bmt ABN cos0 t K A cos0 t
扩频技术的应用
一、引言
1. 扩频技术采用PN序列作为扩频调制的基本信号； 2. PN序列具有许多优点 （1）抗干扰能力强； （2）功率谱密度低，保密不易截获、不易发现； （3）能实现码分多址； （4）容易产生、复制、处理等； 3. 应用广泛 （1）测距（2）同时测距与测速（3）测量天线方向图 （4）超声多普勒血流成像
二．测距
1. 原理
发射电波，然后测量反射信号与发射信号的时延。
至目标 发钟 m序列 发生器 直扩 发射机 双工器 目标来 直扩 接收机
相关 判决器
1 d c 2
时差
比较器
本地码 发生器
相位 调整器
二．测距
2. 讨论
（1）距离大，反射信号弱，接收困难； （2）测距精度dmin取决于码片周期Tc；
五．超声多普勒血流成像
1、概述
利用扩频码作为超声信号，功率谱密度低，不易超过人体组 织的安全阈值，所以应用广泛。
超声功率过大，对人体组织安全造成威胁；过小，测量不准；
五．超声多普勒血流成像
2、原理
f0
et ct
PN1
人体
r t
rd t 窄滤b1 ct k
（1）系统框图
三．同时测距与测速
至目标 目标来 双工器 直扩 接收机
（2）工作过程 N个相位分配器作为接收机相 位解调的基准信号； 如果接收信号相位与第k个相位 基准信号同相，则第k个相位解 调器输出为正，可得时延； 如果第k个相位解调器后的第i 至 个窄带滤波器（相当于积分器） 检 波 有最大输出，由于各窄带滤波 器 器具有不同的中心频率，可得 接收频率fi（多普勒频移），由 此可计算速度；
四．测量天线方向图
（2）反射波解调输出均值
1 ECmt cos0 t Bmt CB cos0 t N K C cos0 t
（3）直射波和反射波解调输出均值比较
C K C B BAN K A N
射频 振荡器
直扩 发射机 m序列 发Hale Waihona Puke Baidu器 相位解 调器1 相1
窄滤1_1
窄滤1_2
窄滤1_3
窄滤N_1
N个相位的 m序列分配 器
窄滤N_2
相位解 相N 调器N
窄滤N_3
三．同时测距与测速
（3）距离机算公式
1 d c 2 NTc k 1Tc , k 1,2, N
（3）可测的最大距离dmax取决于m序列的周期N；
1 1 d min c min cTc 2 2 d 1 c 1 cNT max max c 2 2
三．同时测距与测速
1、原理
（1）利用比较收/发码的相差测距； （2）利用运动物体产生的多普勒频移测速；
2、m序列扩频雷达系统
1 j 0 dk t k rb t Re Ak e N Re Ak e j 0 dk t k
Ae
ik i
n
j 0 di t i
五．超声多普勒血流成像
通过相干检测去除载频后得：
2li i c'
五．超声多普勒血流成像
r(t)与c(t-k)相乘后得：
n j 0 di t i rd t Re Ai ct i ct k e i 1 为了提取li为处的血流，令k = i ；
经中心频率为f0的窄带滤波器b1滤波后，