可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统，涉及雷达技术领域，包括相控阵雷达、调频雷达、连续波雷达及显示设备，利用相控阵雷达获取低小慢目标物体的方位信息，利用调频雷达获取低小慢目标物体的的距离信息，利用连续波雷达获取低小慢目标物体的运动信息，消除了由于低小慢目标物体运动引起多普勒频移带来的距离向侦测误差，实现了同时对多个低小慢目标物体的跟踪，提高了侦测低小慢目标物体的精度及效率。另外，本发明专利技术还公开了用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的应用方法。

Radar System and Its Application Method for Detecting Low and Small Slow Target Objects

【技术实现步骤摘要】
可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统及其应用方法
本专利技术涉及雷达
，具体涉及一种可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统及其应用方法。
技术介绍
雷达对目标物体的侦测通常包括对目标物体的有无、距离、速度和方位等信息的获取。传统的脉冲体制雷达通过测量发射的脉冲信号与接收回波脉冲信号的时间差来计算目标物体与雷达之间的距离。受限于雷达发射的脉冲信号不易做到很窄，导致近距(10-500米)的目标物体处于雷达侦测的盲区。同时传统雷达通过伺服电机系统控制雷达天线转动来侦测目标物体，当雷达天线转动到某个角度收到回波信号，这个角度代表目标的方位信息，导致侦测速度较慢且不能对多个目标同时进行跟踪。常规的线性频率调制连续波体制雷达，发射频率随时间线性变化的连续波信号照射目标，由于目标位图回波信号存在距离时延，回波信号与发射信号存在频差，导致线性频率调制连续波雷达虽然能解决脉冲雷达近距侦测问题，但是对于地杂波背景下运动的目标物体的侦测存在较大的误差。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术实施例提供了一种可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统及其应用方法。第一方面，本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统包括：相控阵雷达、调频雷达、连续波雷达及显示设备，其中：所述相控阵雷达，用于监控是否存在低小慢目标物体及低小慢目标物体的方位信息；所述调频雷达，用于实时获取低小慢目标物体的距离信息并将所述距离信息发送至所述显示设备，其中，所述距离信息包括所述低小慢目标物体与调频雷达之间的距离；所述连续波雷达，用于实时获取低小慢目标物体的运动信息并将所述运动信息发送至所述显示设备，其中，所述运动信息包括所述低小慢目标物体的速度。第二方面，本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的应用方法包括以下步骤：利用连续波雷达产生携带单频连续波信号的第一发射信号，根据所述第一发射信号，在接收端产生第一接收信号；对所述第一发射信号及所述第一接收信号进行混频，得到低小慢目标物体因运动产生的多普勒频移fD；根据公式得到低小慢目标物体相对于雷达系统的运动速度v，其中，f0为连续波雷达扫频的中心频率，c0为光速，a为低小慢目标物体运动的方向和竖直方向之间的角度。第三方面，本专利技术实施例提供的另一种如权利要求1所述的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的应用方法，包括以下步骤：利用调频雷达产生携带调频连续波信号的第二发射信号，根据所述第二发射信号，在接收端产生第二接收信号；对所述第二发射信号及所述第二接收信号进行混频，得到低小慢目标物体因距离产生的多普勒频移fd；根据公式得到低小慢目标物体与调频雷达之间的距离R，其中，T为调频连续波信号的信号周期，Δf为调频连续波信号的带宽。第四方面，本专利技术实施例提供的另一种如权利要求1所述的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的应用方法，包括以下步骤：通过给所述相控阵雷达各个天线的移相器施加不同的电压，给各个天线赋予不同的相位，形成相控阵天线，利用所述相控阵天线获取低小慢目标物体的方位信息并同时跟踪多个低小慢目标物体。优选地，所述方位信息包括低小慢目标物体所处的经度及纬度。本方面实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统及其应用方法具有以下有益效果：利用连续波雷达获取目标物体的运动信息，利用调频雷达获取低小慢目标物体的距离信息，相控阵雷达以电扫描的方式快速获取目标物体的方位向信息，消除了由于低小慢目标物体运动引起多普勒频移带来的距离向侦测误差，实现了同时对多个低小慢目标物体的跟踪，提高了侦测低小慢目标物体的精度及效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的工作原理示意图；图3是本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的相控阵雷达结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。参照图1，本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统包括相控阵雷达、调频雷达、连续波雷达及显示设备，其中：相控阵雷达，用于监控是否存在低小慢目标物体及低小慢目标物体的方位信息；调频雷达，用于实时获取低小慢目标物体的距离信息并将距离信息发送至显示设备，其中，距离信息包括所述低小慢目标物体与调频雷达之间的距离；连续波雷达，用于实时获取低小慢目标物体的运动信息并将运动信息发送至所述显示设备，其中，运动信息包括低小慢目标物体的速度。参见图2，本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的工作原理如下：利用连续波雷达产生携带单频连续波信号的第一发射信号，根据第一发射信号，在接收端产生第一接收信号；对第一发射信号及第一接收信号进行混频，得到低小慢目标物体因运动产生的多普勒频移fD；根据公式得到低小慢目标物体相对于雷达系统的运动速度v，其中，f0为连续波雷达扫频的中心频率，c0为光速，a为低小慢目标物体运动的方向和竖直方向之间的角度；利用调频雷达产生携带调频连续波信号的第二发射信号，根据第二发射信号，在接收端产生第二接收信号；对第二发射信号及第二接收信号进行混频，得到低小慢目标物体因距离产生的多普勒频移fd；根据公式得到低小慢目标物体与调频雷达之间的距离R，其中，±代表目标物体相对于调频雷达径向运动，当目标物体远离调频雷达时，fD取负值，当目标物体接近调频雷达时，fD取正值。T为调频连续波信号的信号周期，Δf为调频连续波信号的带宽；通过给相控阵雷达各个天线的移相器施加不同的电压，给各个天线赋予不同的相位，形成相控阵天线，利用相控阵天线获取低小慢目标物体的方位信息并同时跟踪多个低小慢目标物体，其中，该方位信息包括低小慢目标物体所处的经度及纬度。作为一个具体的实施例，多普勒频移fD具体计算方法如下：在单个周期T内，连续波雷达发射的单频连续波信号可表示为：s(t)＝Acos(2πft+πkt2)，其中，A为发射的单频连续波信号的幅度，f为该单频连续波信号的初始频率，K为自然数，0≤t≤T；反射的回波信号可表示为：r(t)＝Bcos(2πf(t-τ)+πk(t-τ)2)，其中，B接收的单频连续波信号的幅度，τ为传输时延。根据公式y(t)＝s(t)×r(t)，将发射的信号与接收的信号混频，得到混频信号并将该混频信号滤除二倍频分量，即得到差频信号y(t)＝cos(2πfDt)，将差频信号y(t)做AD采样变成数字信号y(n)，然后通过快速傅里叶变换将y(n)变到频域，取最大值即可得到由传播时延τ产生的差频fD。作为一个具体的实施例，如图3所示，该相控阵雷达包括16个相控阵天线，每个相控阵天线包括8个单元，这16个相控阵天线的相位分别为φ0-φ15。本专利技术实施例提供的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统包括相控阵雷达、调频雷达、连续波雷达及显示设备，利用相控阵雷达获取低小慢目标物体的方位信息，利用调频雷达获取低小慢目标物体的的距离信息，利用连续波雷达获取低小慢目标物体的运动信息，消除了由于低小慢目标物体运动引起多普勒频移带来的距离向侦测误差，实现了同时对多个低小慢目标物体的跟踪，提高了侦测低小慢目标物体的精度及效率。另外，本专利技术实施例还提供了可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的应用方法。在上述实施例中，对各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统，其特征在于，包括：相控阵雷达、调频雷达、连续波雷达及显示设备，其中：所述相控阵雷达，用于监控是否存在低小慢目标物体及低小慢目标物体的方位信息；所述调频雷达，用于实时获取低小慢目标物体的距离信息并将所述距离信息发送至所述显示设备，其中，所述距离信息包括所述低小慢目标物体与所述调频雷达之间的距离；所述连续波雷达，用于实时获取低小慢目标物体的运动信息并将所述运动信息发送至所述显示设备，其中，所述运动信息包括所述低小慢目标物体的速度。

【技术特征摘要】
1.一种可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统，其特征在于，包括：相控阵雷达、调频雷达、连续波雷达及显示设备，其中：所述相控阵雷达，用于监控是否存在低小慢目标物体及低小慢目标物体的方位信息；所述调频雷达，用于实时获取低小慢目标物体的距离信息并将所述距离信息发送至所述显示设备，其中，所述距离信息包括所述低小慢目标物体与所述调频雷达之间的距离；所述连续波雷达，用于实时获取低小慢目标物体的运动信息并将所述运动信息发送至所述显示设备，其中，所述运动信息包括所述低小慢目标物体的速度。2.一种如权利要求1所述的可用于侦测低小慢目标物体的雷达系统的应用方法，其特征在于，包括：利用连续波雷达产生携带单频连续波信号的第一发射信号，根据所述第一发射信号，在接收端产生第一接收信号；对所述第一发射信号及所述第一接收信号进行混频，得到低小慢目标物体因运动产生的多普勒频移fD；根据公式得到低小慢目标物体相对于雷达系统的运动速度v，其中，f0为连续波雷达扫频的中心频率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：储亮，陈涛，储之源，
申请(专利权)人：北京欧远致科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11