基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法技术

本发明专利技术涉及FMCW雷达的高精度距离估计技术领域，具体涉及一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达距离估计方法，包括：首先根据FMCW雷达的特点，对获得的中频信号进行加窗处理；对加窗信号作快速傅里叶变换并求出最大峰值谱线的索引值；根据最大幅度谱谱线与其左右两边相邻谱线构造偏差校正因子进行迭代插值，并在每次迭代中更新辅助谱线与最大幅度谱间隔逐步修正偏差值；根据频率与距离的关系求解目标距雷达的距离估计值。本发明专利技术方法可以有效的改善传统距离估计算法中的栅栏效应和频谱泄露问题，极大地提高距离估计的精度，且具有较强的抗环境干扰能力。

High precision range estimation method of FMCW Radar Based on variable step interpolation iteration

【技术实现步骤摘要】
基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法
本专利技术涉及FMCW雷达的高精度距离估计
，具体涉及一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达距离估计方法。
技术介绍
雷达可以全天候工作，且不受光照和天气等因素影响，从而在军事领域得到广泛的应用。通过电磁波辐射到空间并探测目标反射回来的回波，获得目标的距离等信息。由于调频连续波(FrequencyModulatedContinuousWave，FMCW)雷达在硬件上具有容易实现，结构简单、尺寸小、重量轻以及成本低等优点。在性能上具有距离分辨率高，发射功率低，没有距离盲区，近距离测量等优点。其应用从军用雷达逐渐走向民用。随着民用FMCW雷达在无人驾驶、睡眠监测以及人机交互等方面的广泛应用，对其距离估计的精度和实时性的要求也在不断提高。FMCW雷达首先向目标发送高频调制信号，再与接收到的时延信号进行混频操作，最后通过低通滤波器，产生低频信号，即差拍信号。理想情况下，该差拍信号在时域上为单频正弦波信号，其频率与距离呈线性关系。因此，距离估计精度可以通过提高频率估计精度来实现。传统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n采用调频连续波雷达向不同距离处的目标发射扫频周期为T

【技术特征摘要】
1.一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用调频连续波雷达向不同距离处的目标发射扫频周期为Tc的线性调频信号，将发射信号与遇到目标后发射回来的信号进行I/Q两路混频操作，得到混频信号；
将混频信号通过低通滤波器滤除高频部分，得到中频信号sIf(t)；
对中频信号sIf(t)进行预处理，得到预处理后的信号sw(n)；
对预处理后的信号sw(n)求傅里叶变换S(k)，得到S(k)的最大幅度谱值S'0及最大幅度谱值的索引值k'，根据最大幅度谱值的索引值k'计算频率的粗估计值fr＝Δfr·(k'-1)，其中Δfr为频率的分辨率；
计算频率的粗估计值fr的离散时间傅立叶变换抽样值S0，分别计算+iΔfr和-iΔfr处的离散时间傅立叶变换抽样值S+i、S-i，根据S0、S+i和S-i计算偏差公式，根据最大幅度谱值S'0和偏差公式计算初始偏差值其中i为步长；
对初始偏差值进行修正处理，将修正后的初始偏差值代入p(q)和k(q)更新公式，迭代更新p(q)和k(q)，进行迭代过程，得到最终偏差值
根据最终偏差值对信号频率进行修正，得到修正后的信号频率值
根据修正后的信号频率计算目标距雷达的距离。


2.根据权利要求1所述的一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法，其特征在于，所述对中频信号sIf(t)进行预处理包括离散化和加窗处理，具体包括：首先采用奈奎斯特采样方法对中频信号sIf(t)进行离散化处理，得到离散中频信号sIf(n)，n＝0,......,N-1；n表示采样个数，N表示采样总个数，再对离散中频信号sIf(n)加汉明窗得到加窗信号sw(n)＝sIf(n)·wHm(n)，即预处理后的信号sw(n)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田增山，李艳春，王勇，周牧，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50