炮管膛内如运动行程、速度、加速度与时间的关系等参数的测量对于鉴定武器装药特性、火炮身管特性，评价武器系统寿命、安全性和可靠性具有重要意义，因此，不需要对火炮进行改装、不需要专门靶室的微波干涉测量技术逐步成为研究的热点。弹丸回波信号包含了弹丸在炮膛内所有的运动参数信息，所以弹丸回波信号的瞬时频率就成为了研究弹丸在炮膛内运动特征的重要研究对象。由于炮膛内环境较为恶劣，所以使用何种方法进行频率解算并且能在更低信噪比下获得更高的解算精度成为重要问题，本文着重介绍数字下变频技术在信号瞬时频率解算中的应用。论文首先对数字下变频技术进行了系统的介绍，确定系统仿真框图，并且对短时傅立叶变换、数控振荡器、混频器、抽取滤波器和低通滤波器等关键模块进行性能和仿真分析，设定仿真参数以达到所要求的各项性能指标。本文在系统建模时采用短时傅立叶变换来测量信号的瞬时频率，由于短时傅立叶变换窗函数的时间与频率分辨率不能同时达到最优，因而引入自适应窗的概念。粗估后的信号频率与一个低中频信号进行差频，作为数控振荡器的控制输入，完成对数控振荡器的控制。该方法很好的实现了信号频率跟踪，使数控振荡器输出的正交信号随输入信号的频率变换而变化，然后经过抽取和整形滤波，得到低采样率的低中频信号，最后该信号与NCO的输入作和，得到信号的瞬时频率。系统在Simulink中进行仿真，并通过与维格纳变换和希尔伯特变换法的误差分析的对比，验证了该方案测频的可行性。