一种基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法技术

本发明专利技术提出了一种基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法，适用于级联雷达近场成像领域，针对级联雷达近场成像存在的相位缺陷问题，提出了一种通过计算远场和近场波束长度之差的相位误差校正算法。首先在雷达暗箱内进行视轴校准，采集原始数据进行FFT，得到标定矩阵来校准频率、相位与幅值；然后进行全角度校准，获取每个位置的原始数据构成雷达数据立方体，通过对雷达数据立方体进行2DFFT生成所有通道的2D距离多普勒图像，在距离多普勒图像上检测到峰值；最后通过近场校正优化算法校正虚拟通道阵列来准确估计方位角。实验验证，相位误差校正算法在近场应用中是有效的，方位FFT虚影的杂散峰被最小化，能量全部集中在真实目标峰上。集中在真实目标峰上。集中在真实目标峰上。

【技术实现步骤摘要】
一种基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法


[0001]本专利技术属于毫米波雷达标定领域，尤其涉及一种基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法。

技术介绍

[0002]更精准的角度分辨率和距离分辨率是目前汽车和工业毫米波雷达的研究方向。距离分辨率的提高是通过信号带宽实现的，79GHz的级联毫米波雷达有4GHz的带宽。MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 雷达是一种新体制雷达，具有更大的接收孔径自由度、更好的目标参数估计性能和更高的空间分辨率。由于计算复杂性和内存使用成本，基于FFT的波束成形雷达成像方法比合成孔径雷达(SAR)方法更有效。
[0003]对于远场物体，Tx(发射波束)和Rx(接收波束)是平行的，而对于近场物体，Tx和Rx波束会产生明显的相位误差和频率误差。如果没有正确的校准和补偿，使用常规的FFT技术会估计出较大的误差角度，而且对于大孔径级联雷达，当MIMO当孔径变大，相位误差也随之变大，所以对于近场成像应用有必要校准传感器来补偿范围偏差和多个虚拟天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法，包括以下步骤：步骤1：在布满吸波材料的雷达暗箱中，使用角反射器作为被测目标，雷达正对角反采集一组原始ADC(Analog
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to
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digital Converter)数据；步骤2：采集192个虚拟通道的ADC数据后，对每个采样点进行FFT(Fast Fourier Transform)，得到距离多普勒图像，提取峰值处相位与角度值得到标定矩阵，用于频率、相位与幅值校准；步骤3：在布满吸波材料的雷达暗箱中，使用角反射器作为被测目标，雷达放置在雷达转台上，以0.5
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的步进由
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90
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旋转至90
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，同时采集原始ADC数据并与ADC数据同步位置；步骤4：将采集的ADC数据输入雷达成像处理链，估计每个位置的角度，获取估计的角度与转台的真实角度之间的差异来建立查找表；步骤5：通过近场校正算法优化来校正虚拟通道阵列；步骤6：通过近场成像实验验证优化结果。2.根据权利要求1中所述的基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法，其特征在于，所述步骤1包括：将角反射器放置在正对雷达2米的雷达暗室内，角反射器应与天线阵物理中心在方位角、仰角方向上对齐，使其高度一致，启动雷达可获得原始ADC数据；对级联毫米波雷达的发射信号进行参数配置，所述参数配置包括信号单周期内帧数，单帧chirp数，单帧chirp采样点数。3.根据权利要求1中所述的基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法，其特征在于，所述步骤2包括：采集192个虚拟通道的ADC数据后，对每个通道的256个采样点进行1280个点的FFT，实现目标位置的高精度插值；对chirp方向进行二次FFT处理，得到距离多普勒图像。通过计算距离多普勒图像的幅值，得到一个检测矩阵，在零多普勒距离维度上确定了角反射器对应的峰值。通过在192个虚拟通道的每一个距离多普勒图像中提取峰值bin处的FFT相位和角度值，形成16
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12大小的校准矩阵，用于雷达成像形成开始时的频率、相位和幅值标定步骤。4.根据权利要求1中所述的基于级联毫米波雷达的MIMO近场成像相位校正优化的方法，其特征在于，所述步骤3包括：在布满吸波材料的雷达暗箱中，使用角反射器作为被测目标放置在正对雷达处，雷达放置在雷达转台上，以0.5
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的步进由
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90
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旋转至90
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，同时采集原始ADC数据并与AD...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥程，刘康，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：