一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法技术

本发明专利技术提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，涉及调频连续波雷达测量技术领域，步骤包括：S1：获取雷达目标信号，得到时域采样信号，对时域采样信号进行FFT处理，对FFT结果进行模值计算，获取雷达覆盖范围内目标回波所在的频率门；S2：根据获取的目标频率门，计算各个目标频率的上边界和下边界；S3：设置频率细化倍数，在S2的目标频率边界内，计算目标频率范围内的DFT功率，得到目标精确频率门，根据调频连续波远离得到目标的精确距离。本发明专利技术能够提高调频连续波雷达测距精度一个量级，满足高精度测距的要求，达到计算量小、易于工程实现的有益效果。易于工程实现的有益效果。易于工程实现的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法


[0001]本专利技术涉及调频连续波雷达测量
，尤其涉及一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法。

技术介绍

[0002]调频连续波雷达具有辐射功率小、测距精度高、抗干扰能力强、环境适应能力强等优点，这也促使其在社会各个行业得以应用，调频连续波雷达在理论上可以获取较高的测距精度，但是由于FFT变换的栅栏效应，使得其距离分辨力和测距精度处于同一数量级，满足不了近距离测距时高精度的要求。
[0003]目前提高调频连续波雷达测距精度的主要方法为zoomFFT变换，对频谱进行局部细化，提高测距精度，但是一次zoomFFT变换只能对一个频带进行细化，对于多目标测距场景此方法计算量较大，不利于毫米波雷达的成本控制。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，能够提高调频连续波雷达测距精度一个量级，满足高精度测距的要求，达到计算量小、易于工程实现的有益效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]本专利技术提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，其特征在于，步骤包括：
[0007]S1：获取雷达目标信号，得到时域采样信号，对时域采样信号进行FFT处理，对FFT结果进行模值计算，获取雷达覆盖范围内目标回波所在的频率门；
[0008]S2：根据获取的目标频率门，计算各个目标频率的上边界和下边界；
[0009]S3：设置频率细化倍数，在S2的目标频率边界内，计算目标频率范围内的DFT功率，得到目标精确频率门，根据调频连续波原理得到目标的精确距离。
[0010]本专利技术提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，优选地，
[0011]调频连续波雷达采用调频三角波形，雷达起始调频频率为f
start
，截止调频频率为f
stop
，调频带宽为B＝f
stop
‑
f
start
，接收机中频采样率为f
s
，调频上升周期为T
up
，雷达采样点数N＝f
s
*T
up
，时域采样信号表示为s(i)，i＝0,1,2,...,N
‑
1，雷达波束覆盖范围内存在M个目标，距离为r
m
，m＝1,2,3,...,M，m为目标编号；
[0012]在步骤S1中，对时域采样信号进行FFT处理的结果为F(k)＝fft(s)，k＝0,1,2,...,N
‑
1，FFT结果模值为P(k)＝abs(F(k))，k＝0,1,2,...,N
‑
1，FFT模值使用单元平均恒虚警检测器(CA
‑
CFAR)进行目标检测处理，雷达覆盖范围内的目标所在的频率门为f
m
；
[0013]在步骤S2中，各个目标频率的上边界和下边界计算方法如下：
[0014]若P(f
m
‑
1)/P(f
m
+1)＜1/Limt，则f_low
m
＝f
m
，f_high
m
＝f
m
+1
[0015]若P(f
m
‑
1)/P(f
m
+1)＞Limt，则f_low
m
＝f
m
‑
1，f_high
m
＝f
m
[0016]若1/Limt＜＝P(f
m
‑
1)/P(f
m
+1)＜＝Limt，则f_low
m
＝f
m
‑
1，f_high
m
＝f
m
+1
[0017]其中，f_low
m
为m号目标得频率下边界，f_high
m
为m号目标频率上边界Limt为功率保护门限，Limt大于1.2小于2；
[0018]在步骤S3中，频率细化倍数为D，在S2中计算的各个目标频率边界范围内，计算每个目标频率范围内的DFT功率PDFT
m
，计算方法如下：
[0019][0020]其中，Δf
m
为频率细化后的频率间隔，Δf
m
＝(f_low
m
‑
f_high
m
/D，d＝0,1,2,...,D
‑
1，计算目标DFT功率PDFT
m
的最大值下标d max
m
，则目标精确频率门facc
m
＝f_low
m
+d max
m
*Δf
m
，根据调频连续波原理可得目标的精确距离为：
[0021]Racc
m
＝(facc
m
/N*f
s
*T
up
C)/(2B)＝(f_low
m
+d max
m
*Δf
m
)/N*f
s
*T
up
C/(2B)。
[0022]上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
[0023]本专利技术提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，其特征在于，步骤包括：
[0024]S1：获取雷达目标信号，得到时域采样信号，对时域采样信号进行FFT处理，对FFT结果进行模值计算，获取雷达覆盖范围内目标回波所在的频率门；
[0025]S2：根据获取的目标频率门，计算各个目标频率的上边界和下边界；
[0026]S3：设置频率细化倍数，在S2的目标频率边界内，计算目标频率范围内的DFT功率，得到目标精确频率门，根据调频连续波远离得到目标的精确距离。本专利技术提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，能够提高调频连续波雷达测距精度一个量级，满足高精度测距的要求，达到计算量小、易于工程实现的有益效果。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。
[0028]图1是本专利技术实施例1提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法步骤示意图；
[0029]图2本专利技术实施例1提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法毫米波雷达时域采样数据图；
[0030]图3本专利技术实施例1提供的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法毫米波雷达距离向FFT结果；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，其特征在于，步骤包括：S1：获取雷达目标信号，得到时域采样信号，对时域采样信号进行FFT处理，对FFT结果进行模值计算，获取雷达覆盖范围内目标回波所在的频率门；S2：根据获取的目标频率门，计算各个目标频率的上边界和下边界；S3：设置频率细化倍数，在S2的目标频率边界内，计算目标频率范围内的DFT功率，得到目标精确频率门，根据调频连续波远离得到目标的精确距离。2.根据权利要求1所述的一种基于DFT频率细化的调频连续波雷达高精度测距方法，其特征在于，调频连续波雷达采用调频三角波形，雷达起始调频频率为f
start
，截止调频频率为f
stop
，调频带宽为B＝f
stop
‑
f
start
，接收机中频采样率为f
s
，调频上升周期为T
up
，雷达采样点数N＝f
s
*T
up
，时域采样信号表示为s(i)，i＝0,1,2,...,N
‑
1，雷达波束覆盖范围内存在M个目标，距离为r
m
，m＝1,2,3,...,M，m为目标编号；在步骤S1中，对时域采样信号进行FFT处理的结果为F(k)＝fft(s)，k＝0,1,2,...,N
‑
1，FFT结果模值为P(k)＝abs(F(k))，k＝0,1,2,...,N
‑
1，FFT模值使用单元平均恒虚警检测器(CA
‑
CFAR)进行目标检测处理，雷达覆盖范围内的目标所在的频率门为f
m
；在步骤S2中，各个目标频率的上边界和下边界计算方法如下：若P(f
m
‑
1)/P(f
m
+1)＜1/Limt，则f_low
m
＝f
m
，f_high
m
＝f
m
+1若P(f

【专利技术属性】
技术研发人员：沈震，
申请(专利权)人：无锡睿尔特智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：