一种近程测距雷达系统和基于该系统的目标测量方法技术方案

本发明专利技术涉及一种近程测距雷达系统和基于该系统的目标测量方法，所述系统包括：信号发生器，用于产生发射信号；发射天线，用于发射所述发射信号；第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号；第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理机；信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机，同时对信号发生器进行时序控制；后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果。接收天线采用双通道接收，这样两个接收天线形成两路I、Q信号，能精确测量目标距离和角度。该近程测距雷达系统结构简单、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达
，具体涉及一种近程测距雷达系统和基于该系统的目标测量方法。
技术介绍
近程测距雷达系统不仅要求高的测距精度，还要求高精度的测量目标角度，而且是针对多个目标。目前一般采用大带宽体制的雷达来实现高精度测距，但是大带宽体制的雷达无法实现高精度的测量目标角度，而且系统复杂、成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能同时高精度的测量目标距离和角度的近程测距雷达系统和基于该系统的目标测量方法，并且所述雷达系统简单、成本低。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种近程测距雷达系统，所述系统包括：信号发生器，用于产生发射信号；发射天线，用于发射所述发射信号；第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号；第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理机；信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机，同时对信号发生器进行时序控制；后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果。优选的，所述第一接收天线、第二接收天线和所述发射天线分开设置。相应的，本专利技术还提供了一种基于上述近程测距雷达系统的目标测量方法，所述目标测量方法包括以下步骤：S11、信号发生器产生多频连续波发射信号，所述多频连续波发射信号包括持续第一预设周期的跳频波段，所述跳频波段由多个频率不同的连续波组成，所述跳频波段中每个频率的连续波均持续第一预设时间；所述多频连续波发射信号通过发射天线发射出去；S12、第一接收机和第二接收机对接收信号进行处理并各自产生一路I、Q信号到信号处理机，信号处理机采样各个频率的I、Q信号，依次通过FFT处理、门限检测、目标配对、速度解算、距离解算、角度解算、反射强度计算形成目标参数送到后台处理计算机；S13、后台计算机对各目标参数进行虚假目标剔除、目标起始、目标跟踪、目标终结、目标分类、目标统计，得出每一个目标的距离、速度和角度。具体的，所述跳频波段由4个频率不同的连续波组成。具体的，所述第一预设时间为5.5us，所述第一预设周期为2048个周期。由上述技术方案可知，接收天线采用双通道接收，这样两个接收天线形成两路I、Q信号，在信号处理时能够产生更多的不模糊距离数据用于计算目标距离，精度更高，目标角度可以采用双天线相位差测角法，能精确测量目标角度。该近程测距雷达系统结构简单、成本低廉。本专利技术的有益效果如下：1)采用两个接收天线形成两路I、Q信号能精确测量目标距离和角度。2)采用多个频点跳频采样能产生更多的不模糊距离数据用于解算目标距离，目标距离的测量精度更高。3)采用多个频点跳频采样并重复一定的周期，速度一致性好，能高精度的测量目标速度。4)结构简单、成本低廉。附图说明图1是本专利技术近程测距雷达系统的一个实施例的结构示意图。图2是本专利技术目标测量方法的一个实施例中多频连续波发射信号的频率变换时序示意图。图3为本专利技术目标测量方法的一个实施例中，由4个频点构成的跳频波段的时序示意图。图4为本专利技术目标测量方法的一个实施例的角度测量原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1，本专利技术实施例提供的近程测距雷达系统，所述系统包括：信号发生器40，用于产生发射信号；发射天线10，用于发射所述发射信号；第一接收天线20和第二接收天线30，用于接收接收信号；第一接收机50和第二接收机60，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理机70；信号处理机70，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机80，同时对信号发生器40进行时序控制；后台计算机80，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果。由于雷达设备安装固定，为获取高精度目标方位和距离信息，接收天线采用双通道接收，这样两个接收天线可以形成两路I、Q信号(如图1所示I1、Q1、I2、Q2)，在信号处理时能够产生更多的不模糊距离数据用于计算目标距离，精度更高，目标角度可以采用双天线相位差测角法，能精确测量目标角度。该近程测距雷达系统结构简单、成本低廉。其中I表示同相分量，Q表示正交分量。优选的，在本专利技术近程测距雷达系统的某些优选实施例中，所述第一接收天线、第二接收天线和所述发射天线分开设置。发射天线和接收天线分开设置，即采用双天线的形式，可以增大系统收、发通道的隔离度，避免干扰。所述发射天线、第一接收天线、第二接收天线为所述雷达系统的天线部分，所述第一接收机、第二接收机和信号发生器为所述雷达系统的射频部分，在实际应用中，所述射频部分可以放置于所述天线部分的背部，所述射频部分和天线部分也可以集成在一块电路板上。这样设置可以节省更多的空间，便于小型化。相应的，本专利技术还提供了一种基于上述近程测距雷达系统的目标测量方法，所述目标测量方法包括以下步骤：步骤A1：信号发生器产生多频连续波发射信号，所述多频连续波发射信号包括持续第一预设周期的跳频波段，所述跳频波段由多个频率不同的连续波组成，所述跳频波段中每个频率的连续波均持续第一预设时间；所述多频连续波发射信号通过发射天线发射出去；所述信号发生器周期性的产生多频连续波发射信号，所述多频连续波发射信号采用多频点交替发射的方式，用于高精度解算距离和速度。多个频点依次发射，并均持续第一预设时间，且此多个频点在第一预设周期内循环往复持续发射。采用多个频点跳频采样能产生更多的不模糊距离数据用于解算目标距离，目标距离的测量精度更高。并且速度一致性好，能高精度的测量目标速度。步骤A2：第一接收机和第二接收机对接收信号分别进行处理并各自产生一路I、Q信号到信号处理机，信号处理机采样各个频率的I、Q信号，依次通过FFT处理、门限检测、目标配对、速度解算、距离解算、角度解算、反射强度计算形成目标参数送到后台处理计算机；信号处理机采样完毕后，对不同频点数据做FFT处理，在预知噪声电平的基础上，设置门限，去除小信噪比的目标。然后根据不同频点的数据，对各个目标进行解速度模糊。由于频点参数的设计，同一目标在不同频点的峰...

【技术保护点】
一种基于近程测距雷达系统的目标测量方法，其特征在于，所述系统包括：信号发生器，用于产生发射信号；发射天线，用于发射所述发射信号；第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号；第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理机；信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机，同时对信号发生器进行时序控制；后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果；所述目标测量方法包括以下步骤：S11、信号发生器产生多频连续波发射信号，所述多频连续波发射信号包括持续第一预设周期的跳频波段，所述跳频波段由多个频率不同的连续波组成，所述跳频波段中每个频率的连续波均持续第一预设时间；所述多频连续波发射信号通过发射天线发射出去；S12、第一接收机和第二接收机对接收信号进行处理并各自产生一路I、Q信号到信号处理机，信号处理机采样各个频率的I、Q信号，依次通过FFT处理、门限检测、目标配对、速度解算、距离解算、角度解算、反射强度计算形成目标参数送到后台处理计算机；S13、后台计算机对各目标参数进行虚假目标剔除、目标起始、目标跟踪、目标终结、目标分类、目标统计，得出每一个目标的距离、速度和角度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于近程测距雷达系统的目标测量方法，其特征在于，所述系
统包括：
信号发生器，用于产生发射信号；
发射天线，用于发射所述发射信号；
第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号；
第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q
信号到信号处理机；
信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计
算机，同时对信号发生器进行时序控制；
后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果；
所述目标测量方法包括以下步骤：
S11、信号发生器产生多频连续波发射信号，所述多频连续波发射信号
包括持续第一预设周期的跳频波段，所述跳频波段由多个频率不同的连续波
组成，所述跳频波段中每个频率的连续波均持续第一预设时间；所述多频连
续波发射信号通过发射天线发射出去；
S12、第一接收机和第二接收机对接收信号进行处理并各自产生一路I、
Q信号到信号处理机，信号处理机采样各个频率的I、Q信号，依次通过FFT
处理、门限检测、目标配对、速度解算、距离解算、角度解算、反射强度计
算形成目标参数送到后台处理计算机；
S13、后台计算机对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦峰，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34