【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达信号处理，尤其涉及一种高分辨毫米波雷达波形信号处理方法、系统及设备。
技术介绍
1、毫米波雷达在汽车防碰撞领域具有独特的优势，因为其不受光线和雾霾天气等的影响，但是目前它的分辨能力不及激光雷达。雷达的目标分辨如图1所示，要对两个相邻目标进行分辨，需要利用两目标的空间位置差异或速度差异。假设两目标速度相同，则需要两目标在空间位置上具有一定的差异，该差异体现在两目标相对于雷达的距离和角度上。雷达的角度分辨能力主要受限于雷达的孔径尺寸，当雷达大小确定的情况下，其角度分辨能力相应的确定，此时要提高雷达对目标的分辨能力，则只有提高雷达的距离和速度分辨率。
2、现有技术：基于脉冲多普勒雷达的目标检测
3、脉冲多普勒雷达是一种广泛使用的雷达技术，它通过发送短脉冲信号并接收回波信号来检测目标。脉冲多普勒雷达可以同时测量目标的距离和速度，但是在某些方面存在技术问题。
4、技术问题分析：
5、1.分辨率限制：脉冲多普勒雷达的距离和速度分辨率受到其脉冲宽度和脉冲重复频率的限制。在实际条件下，这可能导致对接近或高速移动的目标的定位和速度测量不够精确。
6、2.干扰问题：脉冲多普勒雷达容易受到其他雷达信号或电磁干扰的影响，这可能导致误报或漏报。虽然可以通过一些技术手段来减少干扰，但无法完全消除。
7、3.目标定位问题：脉冲多普勒雷达无法直接测量目标的角度信息，通常需要与其他传感器(如相控阵雷达)配合使用，这增加了系统的复杂性和成本。
8、与之相比，上述毫
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高分辨毫米波雷达波形信号处理方法、系统及设备。
2、本专利技术是这样实现的，一种高分辨毫米波雷达波形及信号处理方法，包括：
3、s1：对各脉冲信号进行快速傅里叶变换，得到大尺度距离单元信号频谱，距离单元数为n，
4、s2：联合第1～m个脉冲，对所有距离单元进行慢时间维的傅里叶变换，得到距离-速度矩阵qup；
5、s3：联合第m～2m-1个脉冲，对所有距离单元进行慢时间维的傅里叶变换，得到距离-速度矩阵qdown；
6、s4：联合qup和qdown，求解目标真实距离和速度。
7、进一步，发射m个“锯齿”形状的调频连续波信号，通过接收天线接收信号和发射信号进行混频滤波后，得到目标回波信号；对雷达接收信号进行距离维fft和速度维fft，即可得到距离-速度维频谱，通过雷达算法检测和参数测量，即可得到目标距离和速度以及角度信息。
8、进一步，发射脉冲个数为2m-1，每个脉冲均为线性调频信号，线性调频信号的调频斜率为其中b为单个脉冲的调制带宽。前m个脉冲的起始频率逐渐增大，并且相邻脉冲起始频率步进相同，均为δf；后m-1个脉冲的起始频率逐渐减小，相邻脉冲的起始频率步进为-δf，即：
9、
10、对于发射的线性调频信号，可以表示为：
11、
12、其中fm表达式由(5)可以得到。
13、进一步，对前m个脉冲和后m个脉冲(共用第m个脉冲)进行慢时间fft后，可以得到慢时间维度的频率为
14、
15、本专利技术的另一目的在于提供一种高分辨毫米波雷达波形及信号处理系统，包括：
16、单元信号频谱获得模块：用于对各脉冲信号进行快速傅里叶变换，得到大尺度距离单元信号频谱，距离单元数为n，
17、距离-速度矩阵获得模块：联合第1～m个脉冲，对所有距离单元进行慢时间维的傅里叶变换，得到距离-速度矩阵qup；联合第m～2m-1个脉冲，对所有距离单元进行慢时间维的傅里叶变换，得到距离-速度矩阵qdown；
18、真实距离求解模块：用于联合qup和qdown，求解目标真实距离；
19、速度求解模块：用于联合qup和qdown，求解目标速度。
20、本专利技术目的在于提供一种高距离分辨的毫米波雷达波形，通过对距离分辨能力的提升，达到区分两目标的目的。同时，给出该发射波形下的雷达信号处理方法。
21、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
22、第一：提升雷达距离分辨能力
23、对常规的“锯齿”雷达发射波形(如图2)，其距离分辨率受瞬时调制带宽的限制，瞬时带宽过大则采样率和探测距离受到限制。本专利技术不增大瞬时带宽，但提升雷达的距离分辨能力。
24、第二：对常规步进频雷达，目标的速度和距离存在耦合，无法准确的计算目标的真实距离和真实速度。采用本专利技术后，可以规避这一问题，之间解算出目标的真实距离和速度。
25、第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
26、(1)解决了距离高分辨和探测范围的矛盾问题；
27、(2)解决了步进频雷达的速度和距离耦合问题。
28、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法的步骤。
29、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法的步骤。
30、本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，信息数据处理终端用于实现所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理系统。
31、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
32、第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
33、本专利技术在实际可实现的情况下，提高了雷达的距离分辨率。
34、第二，本专利技术提供的高分辨毫米波雷达波形及信号处理方法带来的显著技术进步包括：
35、1.高分辨率:通过使用快速傅里叶变换(fft)和调频连续波信号，这种方法能够在大尺度距离单元上生成高分辨率的距离-速度矩阵。这种高分辨率的信号处理能够提供更精确的目标距离和速度信息。
36、2.高灵敏度:通过联合处理多个脉冲，这种方法能够提高雷达对目标的检测灵敏度。这对于在复杂环境中准确检测到小的、快速移动的或者远离雷达的目标十分有用。
37、3.抗干扰性强:通过使用锯齿形状的调频连续波信号，这种方法能够提高雷达的抗干扰性。这使得雷达系统能够在噪音本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，发射M个“锯齿”形状的调频连续波信号，通过接收天线接收信号和发射信号进行混频滤波后，得到目标回波信号；对雷达接收信号进行距离维FFT和速度维FFT，即可得到距离-速度维频谱，通过雷达算法检测和参数测量，即可得到目标距离和速度以及角度信息。
3.如权利要求1所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，发射脉冲个数为2M-1，每个脉冲均为线性调频信号，线性调频信号的调频斜率为其中B为单个脉冲的调制带宽。前M个脉冲的起始频率逐渐增大，并且相邻脉冲起始频率步进相同，均为Δf；后M-1个脉冲的起始频率逐渐减小，相邻脉冲的起始频率步进为-Δf，即：
4.如权利要求1所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，对前M个脉冲和后M个脉冲(共用第M个脉冲)进行慢时间FFT后，可以得到慢时间维度的频率为
5.一种高分辨毫米波雷达波形信号处理系统，其特征在于，包括：
6.一种计算机设备，计算机设备包
7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1～4任意一项所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法的步骤。
8.一种信息数据处理终端，信息数据处理终端用于实现如权利要求5所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理系统。
...【技术特征摘要】
1.一种高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，发射m个“锯齿”形状的调频连续波信号，通过接收天线接收信号和发射信号进行混频滤波后，得到目标回波信号；对雷达接收信号进行距离维fft和速度维fft，即可得到距离-速度维频谱，通过雷达算法检测和参数测量，即可得到目标距离和速度以及角度信息。
3.如权利要求1所述的高分辨毫米波雷达波形信号处理方法，其特征在于，发射脉冲个数为2m-1，每个脉冲均为线性调频信号，线性调频信号的调频斜率为其中b为单个脉冲的调制带宽。前m个脉冲的起始频率逐渐增大，并且相邻脉冲起始频率步进相同，均为δf；后m-1个脉冲的起始频率逐渐减小，相邻脉冲的起始频率步进为-δf，即：
【专利技术属性】
技术研发人员：李会勇，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院衢州，
类型：发明
国别省市：
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