一种雷达目标检测方法及应用其的雷达技术

本发明专利技术涉及一种雷达目标检测方法。本发明专利技术提供了一种运行速度快、探测精度高的雷达目标检测方法，本发明专利技术中，雷达的一帧检测中第二发射波的发射次数可与第一发射波不同，可通过设置较少的第二发射波的发射次数来缩短雷达的检测帧周期；本发明专利技术中第二发射波只需要进行一次一维FFT而无需进行二维FFT，降低了计算复杂度，提高了数据处理速度。

A Radar Target Detection Method and Its Radar Application

【技术实现步骤摘要】
一种雷达目标检测方法及应用其的雷达
本专利技术涉及雷达
，具体涉及一种雷达目标检测方法及应用其的雷达。
技术介绍
雷达目标检测方法的运行速度及检测精度极其重要，如防撞雷达系统往往被应用于多目标的复杂环境中，为实现对驾驶人起到预警提醒的功能，防撞系统必须具备快速且准确地提取目标信息的能力。因此，在工程实现中，检测方法的计算量不能过于复杂，否则系统整体运行时间过长，导致系统无法在驾驶人反应时间内实现预警。因此，目标检测算法的运行速度和精度成为防撞雷达的主要问题。锯齿波雷达具有结构简单，体积小，重量轻和良好的低截获概率性，但存在距离速度耦合问题。传统锯齿波目标检测算法用二维FFT(FastFourierTransform，快速傅立叶变换)算法求解距离和模糊速度，然后用余数定理解速度模糊，计算出的距离和速度精度高，但该算法需要相同周期数的不同周期回波，一帧处理时间长，且计算复杂度高导致系统处理时间过长；同时角度FFT算法计算角度的精度不高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种雷达目标检测方法。本专利技术采用如下方案实现：一种雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、发射K1次周期为T1、的第一发射波，所述第一发射波被目标反射后被天线接收得到第一回波；步骤二、对每个周期的第一回波进行N点采样一维FFT变换得到第一回波一维FFT结果；步骤三、对所述第一回波一维FFT结果进行二维FFT变换得到坐标对应第一距离单元号、第一模糊速度号的距离多普勒谱，其中第一距离单元号为对单个周期的第一回波进行一维FFT采样的序号，第一模糊速度号为所述第一发射波的发射周期的序号；根据第一回波的目标检测距离、目标检测模糊速度与所述距离多普勒谱的峰值的对应关系求第一回波的目标检测距离及目标检测模糊速度；步骤四、发射K2次与所述第一发射波频率互质的周期为T2的第二发射波，所述第二发射波被目标发射后被所述天线接收得到第二回波，对每个周期的第二回波进行N点采样一维FFT变换得到对应不同第二距离单元号、第二模糊速度号的第二回波一维FFT结果，其中第二距离单元号为对单个周期的第二回波进行一维FFT采样的序号，第二模糊速度号为所述第二发射波的发射周期的序号；步骤五、根据步骤三得到的第一回波的目标检测模糊速度与目标真实速度可能值之间的关系求目标真实速度可能值的速度旋转因子，并将该速度旋转因子与步骤四得到的第二回波一维FFT结果形成关联，然后对该关联结果进行解模糊，再根据解模糊的结果对步骤2求得的第一回波的目标检测距离、目标检测模糊速度进行修正从而求得目标真实速度及目标真实距离；以及步骤六、输出步骤四获得的目标真实速度及目标真实距离。进一步的，步骤三中求第一回波的目标检测距离及目标检测模糊速度方法为：在所述距离多普勒中寻找峰值，该峰值对应的距离单元号、模糊速度号即为目标所处的第一距离单元号第一模糊速度号再根据目标所处的第一距离单元号电磁波的传播速度C、第一发射波的射频带宽B1计算第一回波的目标检测距离以及根据目标所处的第一模糊速度号所述天线中心频率对应的波长λ、步骤1中所述第一发射波的发射次数K1及周期T1计算第一回波的目标检测模糊速度进一步的，所述步骤五具体包括：定义目标真实速度可能值的速度旋转因子VDFT：式中Vr为目标真实速度可能值；z为所述第二模糊速度号；将第一回波的目标检测模糊速度与目标真实速度可能值Vr之间的关系代入步骤4.1中目标真实速度可能值的速度旋转因子VDFT的定义公式中，式中m为取值范围为[-d，d]的模糊数单元号，其中d为正整数，从而求得目标真实速度可能值的速度旋转因子；由所述第二回波一维FFT结果中第二距离单元号与所述目标所处的第一距离单元号相同的K2个数据组成复矢量，然后由步骤4.2求得的目标真实速度可能值的速度旋转因子乘上该复矢量得到一组长度为2d+1的数组，对该数组进行求模处理后求最大值，该最大值对应模糊数单元号即为解模糊得到的模糊数单元号p；计算目标真实速度计算目标真实距离进一步的，所述天线由多个组成阵列。进一步的，所述雷达目标检测方法还包括角度检测步骤：对步骤一中多个天线接收得到的第一回波数据进行累加，然后通过MUSIC求角算法对累加后的第一回波数据进行求角运算从而求得目标角度。进一步的，步骤二中得到的第一回波一维FFT结果及步骤四中得到的第二回波一维FFT结果均在一维FFT变换后经过了非相干累加。本专利技术还提供了一种雷达，包括：第一波形发生器，用于发射周期为T1、射频带宽为B1、波形为锯齿波的第一发射波；第二波形发生器，用于发射与所述第一发射波频率互质的周期为T2、射频带宽为B2、波形为锯齿波的第二发射波；天线，用于接收所述第一发射波和第二发射波的回波；以及数据处理模块，用于执行所述雷达目标检测方法，以获得目标真实速度及目标真实距离。对照现有的技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中，雷达的一帧检测中第二发射波的发射次数可与第一发射波不同，可通过设置较少的第二发射波的发射次数来缩短雷达的检测帧周期；本专利技术中第二发射波的回波数据只需要进行一次一维FFT而无需进行二维FFT，降低了计算复杂度，提高了数据处理速度。附图说明图1为本专利技术一实施例中发射波的发射方法示意图。图2为本专利技术一实施例的流程示意图。图3为本专利技术一实施例中得到的目标距离谱。图4为本专利技术一实施例中得到的目标速度谱。图5为本专利技术一实施例中得到的MUSIC伪谱。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术，下面将结合具体实施例和附图1、附图2、附图3、附图4及附图5对本专利技术作进一步详细描述。一种雷达目标检测方法，包括以下步骤：步骤S001、发射K1次周期为T1、射频带宽为B1波形为锯齿波的第一发射波，所述第一发射波被目标反射后被天线接收得到第一回波，所述天线由多个组成阵列，所述天线中心频率对应的波长为λ；步骤S002、对每个周期的第一回波进行N点采样一维FFT变换得到对应不同第一距离单元号、第一模糊速度号的第一回波一维FFT结果，第一距离单元号与对单个周期的第一回波进行一维FFT采样的序号相同，第一距离单元号的取值范围为1-N，第一模糊速度号与所述第一发射波的发射周期的序号相同，第一模糊速度单元号的取值范围为1-K1；步骤S003、对所述第一回波一维FFT结果进行非相干累加；步骤S004、经过了非相干累加的第一回波一维FFT结果中，处于相同第一距离单元的K1个数据点构成第一距离复矢量；步骤S005、分别对对应不同第一距离单元的第一距离复矢量进行二维FFT变换从而得到坐标对应第一距离单元号、第一模糊速度号的距离多普勒谱；步骤S006、求第一回波的目标检测距离及目标检测模糊速度：在所述距离距离多普勒谱中寻找峰值，所述峰值对应的第一距离单元号、第一模糊速度号即为目标所处的第一距离单元号第一模糊速度号第一回波的目标检测距离计算公式为rres1为第一回波的距离分辨力，而rres1＝C/2B1，式中C为电磁波的传播速度，因此可根据目标所处的第一距离单元号电磁波的传播速度C、第一发射波的射频带宽B1计算第一回波的目标检测距离第一回波的目标检测距离计算公式为Vres1为第一回波的速度分辨力，而vres1＝λ/2K1T1，因此可根据目标所处的第一模糊速度号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、发射K1次周期为T1、的第一发射波，所述第一发射波被目标反射后被天线接收得到第一回波；步骤二、对每个周期的第一回波进行N点采样一维FFT变换得到第一回波一维FFT结果；步骤三、对所述第一回波一维FFT结果进行二维FFT变换得到坐标对应第一距离单元号、第一模糊速度号的距离多普勒谱，其中第一距离单元号为对单个周期的第一回波进行一维FFT采样的序号，第一模糊速度号为所述第一发射波的发射周期的序号；根据第一回波的目标检测距离、目标检测模糊速度与所述距离多普勒谱的峰值的对应关系求第一回波的目标检测距离及目标检测模糊速度；步骤四、发射K2次与所述第一发射波频率互质的周期为T2的第二发射波，所述第二发射波被目标发射后被所述天线接收得到第二回波，对每个周期的第二回波进行N点采样一维FFT变换得到对应不同第二距离单元号、第二模糊速度号的第二回波一维FFT结果，其中第二距离单元号为对单个周期的第二回波进行一维FFT采样的序号，第二模糊速度号为所述第二发射波的发射周期的序号；步骤五、根据步骤三得到的第一回波的目标检测模糊速度与目标真实速度可能值之间的关系求目标真实速度可能值的速度旋转因子，并将该速度旋转因子与步骤四得到的第二回波一维FFT结果形成关联，然后对该关联结果进行解模糊，再根据解模糊的结果对步骤2求得的第一回波的目标检测距离、目标检测模糊速度进行修正从而求得目标真实速度及目标真实距离；以及步骤六、输出步骤四获得的目标真实速度及目标真实距离。...

【技术特征摘要】
1.一种雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、发射K1次周期为T1、的第一发射波，所述第一发射波被目标反射后被天线接收得到第一回波；步骤二、对每个周期的第一回波进行N点采样一维FFT变换得到第一回波一维FFT结果；步骤三、对所述第一回波一维FFT结果进行二维FFT变换得到坐标对应第一距离单元号、第一模糊速度号的距离多普勒谱，其中第一距离单元号为对单个周期的第一回波进行一维FFT采样的序号，第一模糊速度号为所述第一发射波的发射周期的序号；根据第一回波的目标检测距离、目标检测模糊速度与所述距离多普勒谱的峰值的对应关系求第一回波的目标检测距离及目标检测模糊速度；步骤四、发射K2次与所述第一发射波频率互质的周期为T2的第二发射波，所述第二发射波被目标发射后被所述天线接收得到第二回波，对每个周期的第二回波进行N点采样一维FFT变换得到对应不同第二距离单元号、第二模糊速度号的第二回波一维FFT结果，其中第二距离单元号为对单个周期的第二回波进行一维FFT采样的序号，第二模糊速度号为所述第二发射波的发射周期的序号；步骤五、根据步骤三得到的第一回波的目标检测模糊速度与目标真实速度可能值之间的关系求目标真实速度可能值的速度旋转因子，并将该速度旋转因子与步骤四得到的第二回波一维FFT结果形成关联，然后对该关联结果进行解模糊，再根据解模糊的结果对步骤2求得的第一回波的目标检测距离、目标检测模糊速度进行修正从而求得目标真实速度及目标真实距离；以及步骤六、输出步骤四获得的目标真实速度及目标真实距离。2.根据权利要求1所述的一种雷达目标检测方法，其特征在于，步骤三中求第一回波的目标检测距离及目标检测模糊速度方法为：在所述距离多普勒中寻找峰值，该峰值对应的距离单元号、模糊速度号即为目标所处的第一距离单元号第一模糊速度号再根据目标所处的第一距离单元号电磁波的传播速度C、第一发射波的射频带宽B1计算第一回波的目标检测距离以及根据目标所处的第一模糊速度号所述天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙靖虎，曾迪，黄力，温和鑫，盘敏容，蒋留兵，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44