【技术实现步骤摘要】
针对高速目标的雷达多普勒解模糊精确测距方法
[0001]本专利技术属于调频连续波(FMCW)雷达测距领域,具体涉及针对高速目标的雷达多普勒解模糊精确测距方法。
技术介绍
[0002]FMCW雷达由于具有成本低、功耗低、低截获、小型化、环境适应性强、抗干扰能力强、无距离盲区、测量精度高和易于实现等优点,广泛应用于工业、军事、交通和民用领域的测量与传感。
[0003]为了满足高速运动目标的速度探测要求,FMCW雷达的调制周期应尽可能短。但受限于实际信号源的扫频能力,FMCW雷达的发射信号的调制时间无法做到太窄,因此当目标高速运动时,FMCW雷达探测到的目标速度将出现混叠,称为速度模糊或者多普勒模糊现象。在极短的调制时间内如果使用VCO则极易出现非线性现象,即使使用校正技术也会因为扫频点数不足而出现大量谐波。虽然利用锁相环技术可以解决上述问题,但代价是锁定时间较长,不能满足调制周期的要求。因此,在必须增加调制时间的前提下,需要从算法层面上解决多普勒模糊问题。该模糊问题可以通过优化FMCW雷达的波形,并采用试探法、中国剩余定理和一维集算法等算法搜索最优的模糊度,实现多普勒解模糊,但算法复杂度偏高、计算量较大。
[0004]由于FMCW雷达通过FFT算法提取与目标信息相关的目标中频,因此即使经过速度补偿,FMCW雷达的测距精度仍然受到FFT固有的栅栏效应的影响,当且仅当目标中频正好落在频率分辨率的整数倍附近时,测距误差才较小。为了减轻栅栏效应,可以增加FFT点数来提高频域采样密度,一般有三种方法:提高采样率、延 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.针对高速目标的雷达多普勒解模糊精确测距方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:基于最大作用速度设计信号的有效重复周期,根据硬件实际可支持的扫频时间选择合适的参差码,设计可用于FMCW雷达的Fast/Slow Chirp波形;步骤2:使用2D
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FFT分别计算Fast Chirp和Slow Chirp对应的距离
‑
多普勒谱,基于目标检测算法初步获取目标距离和速度信息;步骤3:基于Fast Chirp波形和Slow Chirp波形中的视在多普勒进行多普勒解模糊;步骤4:根据多普勒解模糊值计算目标实际速度,并基于速度信息进行距离补偿;步骤5:基于能量重心特性和设定的置信概率,针对检测到的每个目标,确定目标谱峰附近的区间并执行Chirp
‑
Z变换;步骤6:基于Chirp
‑
Z频谱细化的结果寻找谱峰,计算目标的精确测量距离。2.根据权利要求1所述的针对高速目标的雷达多普勒解模糊精确测距方法,其特征在于:根据最大作用速度v
max
确定信号重复周期PRP=λ/4/v
max
,根据参差码N0=(N+1)/N,确定Slow Chirp波形的信号重复周期PRP
slow
=(N+1)
·
PRP和Fast Chirp波形的信号重复周期PRP
fast
=N
·
PRP,其中正整数N根据硬件实际可支持的扫频时间选择。3.根据权利要求1所述的针对高速目标的雷达多普勒解模糊精确测距方法,其特征在于:2D
‑
FFT包含距离FFT、速度FFT,目标检测算法包含二维恒虚警检测、峰值聚合检测。4.根据权利要求1所述的针对高速目标的雷达多普勒解模糊精确测距方法,其特征在于:目标在Slow Chirp波形中的视在多普勒为,在Fast Chirp波形中的视在多普勒为,基于Fast/Slow Chirp的波形特征计算得到多普勒模糊度,包括:通过f
d
=mf
r1
+f
d1
和f
d
=nf
r2
+f
d2
求解模糊度m和n,其中f
d
代表目标的真实多普勒,m表示目标在S...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙旭,刘劭扬,吴鹏,于文卓,陈琴,
申请(专利权)人:成都尼晟科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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