The invention discloses a continuous wave 4D radar and multi target measurement methods, including continuous wave 4D radar antenna, is located in the same plane of the two parallel level set of the receiving antenna and the two juxtaposed vertical antenna, by alternately transmitting triangle wave FM and fixed frequency continuous wave emission channel transmitting antenna the fixed frequency continuous wave time period, with four receiving antennas integrated to calculate the horizontal angle, multiple target vertical angle and velocity in the triangle wave FM time period, with four receiving antennas calculates multiple target distance and speed, the final comprehensive level angle, get target vertical angle, distance and speed of four parameters. The radar device of the invention can detect four parameters of multiple targets at the same time, such as speed, distance, horizontal azimuth and vertical azimuth, using a transmitting antenna, and realizes the real 4D radar. The structure of the equipment is compact and the cost is low.
【技术实现步骤摘要】
一种连续波4D雷达及其测量多目标方法
本专利技术属于雷达
,涉及一种多目标雷达,具体涉及一种连续波4D雷达及其测量多目标方法。
技术介绍
随着智慧交通和自动驾驶技术的发展,对交通探测雷达有了更多的需求。比如自动驾驶中的车载前向探测雷达,需要准确、及时地探测出车辆前方的各种目标及其特性,不但要探测运动目标,如前方的运动车辆,还要及时探测出道路上方的目标,如桥梁、广告牌、立交桥不同层的车辆等。为适应自动驾驶的需求,尽早、及时地发现各种目标是一种迫切需求,而且还要求能尽早的区分桥梁、广告牌、立交桥不同层的车辆与道路上的障碍物和行驶的车辆,这就需要确定目标的距离、方位、高度和速度。民用无人机的运行和管理就更需要知道目标的距离、方位、高度和速度。这些应用场合不仅要求探测设备能及时得到目标的三坐标和速度信息,还要求结构紧凑、安装方便、成本低。微波及毫米波雷达是常用的雷达技术,国内外现有的汽车雷达测量系统中,常采用调频连续波(FMCW)雷达作为前端检测传感器。专利“201610099252.3一种调频连续波测速测距方法”和专利“201610773300.2基于对称三角LFMCW雷达的多目标测速测距”公开了FMCW雷达测速测距方法,专利“201510654175.9一种汽车防撞雷达系统及采用其的多目标识别算法”和专利“201610812089.0一种线性调频连续波雷达多运动目标匹配”公开了FMCW雷达检测多目标的方法。但这些专利涉及的都是只能测量速度和距离的雷达,不能测量方位和高度,可简称为2D雷达。专利“201410171083.0双接收天线的汽车防撞雷达系统及运 ...
【技术保护点】
一种连续波4D雷达,其特征在于:包括位于同一个平面内的发射天线和四个接收天线,四个接收天线分两组设于以发射天线为原点的X轴线上和Y轴线上,位于X轴线上的为两个并列设置的水平接收天线,位于Y轴线上的为两个并列设置的垂直接收天线,发射天线和接收天线均采用平面阵列天线,所述发射天线的发射通道交替发射三角波调频和定频连续波,在定频连续波时间段,利用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的水平角度、垂直角度和速度,在三角波调频时间段,利用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的距离和速度,最终综合得到多目标的水平角度、垂直角度、距离和速度四个参数。
【技术特征摘要】
1.一种连续波4D雷达,其特征在于:包括位于同一个平面内的发射天线和四个接收天线,四个接收天线分两组设于以发射天线为原点的X轴线上和Y轴线上,位于X轴线上的为两个并列设置的水平接收天线,位于Y轴线上的为两个并列设置的垂直接收天线,发射天线和接收天线均采用平面阵列天线,所述发射天线的发射通道交替发射三角波调频和定频连续波,在定频连续波时间段,利用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的水平角度、垂直角度和速度,在三角波调频时间段,利用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的距离和速度,最终综合得到多目标的水平角度、垂直角度、距离和速度四个参数。2.如权利要求1所述的一种连续波4D雷达,其特征在于:三角波调频时间段和定频连续波时间段的比值范围为1:3-3:1。3.如权利要求1所述的一种连续波4D雷达,其特征在于:两个并列设置的水平接收天线之间距离为5-25mm。4.如权利要求1所述的一种连续波4D雷达,其特征在于:两个并列设置的垂直接收天线之间距离为6-35mm。5.一种连续波4D雷达测量多目标方法,其特征在于:包括位于同一个平面内的发射天线、两个并列设置的水平接收天线和两个并列设置的垂直接收天线,利用发射天线的发射通道交替发射三角波调频和定频连续波,在定频连续波时间段t1,用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的水平角度、垂直角度和速度,在三角波调频时间段,分为上扫频时间段t2和下扫频时间段t3,利用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的距离和速度,最终综合得到多目标的水平角度、垂直角度、距离和速度四个参数。6.如权利要求5所述的一种连续波4D雷达测量多目标方法,其特征在于:在定频连续波时间段t1,利用两个水平接收天线和两个垂直接收天线综合计算出多个目标的水平角度、垂直角度和速度的具体方法为:根据多普勒频移原理和双天线测角原理,利用两个水平接收天线测出多个目标的速度{Vhd1,Vhd2,Vhd3…,Vhdn}和水平角度{αh1,αh2,αh3…,αhn},n为自然数,表示目标数量,利用两个垂直接收天线测出多个目标的速度{Vvd1,Vvd2,Vvd3…,Vvdn}和垂直角度{θv1,θv2,θv3…,θvn},一般目标距离R远大于天线尺寸,因此对于第一个目标取:目标速度:Vcd1=(Vhd1+Vvd1)/2目标水平角度:α1=αh1目标垂直角度:θ1=θv1依次类推,得到:多目标速度:Vcd={Vcd1,Vcd2,…,Vcdn}多目标水平角度:α={α1,α2,…,αn}多目标垂直角度:θ={θ1,θ2,…θn}。7.如权利要求6所述的一种连续波4D雷达测...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘景顺,何辉,汪志冰,陈瑞,
申请(专利权)人:武汉拓宝科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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