一种ＦＭＣＷ雷达测距的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种ＦＭＣＷ雷达测距的方法和装置，方法包括步骤：对经过Ａ／Ｄ采样后的ＦＭＣＷ雷达中频信号进行频谱分析；判断ＦＭＣＷ雷达中频信号的频谱是否满足相位差法校正条件；如果满足则应用相位差法进行频谱校正，获得校正的中频频率，并根据校正后的中频频率计算距离；如果不满足，则利用频谱分析后获得的中频频率计算距离。在使用相位差法对ＦＭＣＷ雷达中频信号进行频谱校正之前先判断ＦＭＣＷ雷达中频信号是否满足相位差法校正条件，保证在使用相位差法时能够得到很好的测量结果。因此本发明专利技术提高了ＦＭＣＷ雷达测距的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达
，具体涉及一种FMCW雷达测距的方法和装置。
技术介绍
FMCff (Frequency Modulated Continuous Wave，频率调制连续波)雷达通过发射 天线向外发射一列连续调频毫米波，利用接收天线接收来自目标的反射信号，根据接收信 号与发射信号的时间差来测量目标物体的距离。FMCW雷达已经提出很多年了，但这种雷达 由于受泄漏调制波的影响，作用距离比较小。当调制波形为锯齿波时，设锯齿波周期为T，由此产生的调频信号扫频带宽为 Δ F。发射机发射信号ft，频率也用ft表示；回波信号f；，频率也用f；表示；相对于ft，fr延 迟了、时间，、=2R/c。发射信号与回波信号经混频器混频输出中频信号IF，且fIF =ft-frU FMCW雷达测距距离分辨率公式为..R =恶其中R为距离，C为光速，T为周期，fIF为中频频率，AF为调频信号扫频带宽。可以看出，可见，R与fIF成正比，如果能够测出中 频频率fIF，也就可以得出R，距离分辨率仅受调制带宽影响，在带宽不变的情况下，为了提 高测距精度，可以采用对快速傅里叶变换(FFT)得到的频谱校正的方法来提高频率精度， 进而提高测距精度。目前频谱校正的方法有多种，相位差法是其中一种比较好的方法。但是相位差法 对频谱干涉现象很敏感，对相位差法的测量结果会产生不利影响。因此目前FMCW雷达使用 相位差法进行频谱校正进行测距误差很大，有必作进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，提供一种FMCW雷达测距的方法和装置，提高了 测距的精度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种FMCW雷达信号测距的方法，包括步骤对经过A/D采样后的FMCW雷达中频信号进行频谱分析；判断FMCW雷达中频信号的频谱是否满足相位差法校正条件；如果满足则应用相位差法进行频谱校正，获得校正的中频频率，并根据校正后的 中频频率计算距离；如果不满足，则利用频谱分析后获得的中频频率计算距离。一实施例中，在FMCW雷达中频信号进行频谱分析之前还包括过滤FMCW雷达中频 信号中的泄漏调制波的步骤。一实施例中，在FMCW雷达中频信号进行频谱分析之前还进一步包括去噪步骤，具 体为将FMCW雷达中频信号分为两路，一路延时At送往自适应滤波器，将自适应滤波器输 出信号与另一路的原始信号相减，得到的结果再反馈给自适应滤波器，自适应滤波器输出 的信号即为去噪信号。一实施例中，经过滤波和去噪后，进行频谱分析之前还包括去掉雷达中频信号中的不良频率时间段的步骤。一实施例中，通过对雷达中频信号进行时域截断来去掉雷达中频信号中的不良频 率时间段。一实施例中，对FMCW雷达中频信号进行时域截断具体为将频谱相邻两个抽样 点相减再取绝对值，判断绝对值是否大于预设阈值，如果是，则检测到不良频率时间段的起 点，去除起点之后预设时间长度的一小段信号。一实施例中，在对中频信号进行频谱分析步骤中通过快速傅里叶变换算法对FMCW 雷达中频信号进行频谱分析。一实施例中，判断FMCW雷达中频信号是否满足相位差法校正条件为搜索快速傅 里叶变换得到的最大峰值谱线和次最大谱线，测量最大峰值谱线和次最大谱线的相位，判 断最大谱线和次最大谱线的相位差的绝对值与180°相减的绝对值是否在预设范围之内， 如果是则满足相位差法校正条件。一实施例中，所述根据校正后的中频频率计算得到距离具体为将两段经过快速 傅里叶变换后的频谱谱线幅度最大值处的相位相减，得到相位差，从相位差中提取出谐波 的中频频率，并根据校正后的中频频率计算距离；所述利用频谱分析后获得的中频频率计 算距离具体为将经过快速傅里叶变换后频谱谱线幅度最大值处的频率作为中频频率，根 据所述中频频率计算距离。一种FMCW雷达测距装置，包括频谱分析模块、相位检测模块和距离计算模块，其 中频谱分析模块，用于对FMCW雷达中频信号进行频谱分析；相位检测模块，用于判断经过频谱分析后的雷达中频信号的频谱是否满足相位差 检测条件；距离计算模块，用于根据相位检测模块的判断结果计算距离，如果满足则应用相 位差法进行频谱校正，获得校正的中频频率，并根据校正后的中频频率计算距离；如果不满 足，则利用频谱分析后获得的中频频率计算距离。一实施例中，所述的装置还包括滤波模块，用于对经过A/D采样后的FMCW雷达中 频信号进行滤波，滤掉中频信号中的泄漏调制波，滤波后的信号发送给频谱分析模块。一实施例中，所述的装置还包括去噪模块，用于对经过A/D采样后的FMCW雷达中 频信号进行去噪。一实施例中，所述的装置还包括时域截断模块，用于将经过滤波和去噪后的FMCW 雷达中频信号的不良频率时间段去掉。一实施例中，所述时域截断模块将经过滤波和去噪后的FMCW雷达中频信号的不 良频率时间段去掉具体为将频谱相邻两个抽样点相减再取绝对值，判断绝对值是否大于 预设阈值，如果是，则检测到不良频率时间段的起点，去除起点之后预设时间长度的一小段信号。一实施例中，所述频谱分析模块通过快速傅里叶变换算法对FMCW雷达中频信号 进行频谱分析。—实施例中，所述相位检测模块通过搜索快速傅里叶变换得到的最大峰值谱线和 次最大谱线，测量最大峰值谱线和次最大谱线的相位，判断最大谱线和次最大谱线的相位差的绝对值与180°相减的绝对值是否在预设范围之内，如果是则满足相位差法校正条件。一实施例中，所述距离计算模块根据校正后的中频频率计算距离具体为将两段经 过快速傅里叶变换后的频谱谱线幅度最大值处的相位相减得到相位差，从相位差中提取出 频谱的中频频率，根据该中频频率计算距离；所述距离计算模块利用频谱分析后获得的中 频频率计算距离具体为将经过快速傅里叶变换后频谱谱线幅度最大值处的频率作为中频 频率，根据该中频频率计算距离。与现有技术相比，本专利技术在使用相位差法对FMCW雷达中频信号进行频谱校正之 前先判断FMCW雷达中频信号是否满足相位差法校正条件，如果满足则应用相位差法进行 频谱校正，获得校正的中频频率，并根据校正后的中频频率计算距离；如果不满足，则利用 频谱分析后获得的中频频率计算距离。可以看出，本专利技术在通过相位差法进行频谱分析时， 判断相位差法校正的合理性，充分考虑频谱干涉对相位差法的影响，如果合理，则进行频谱 校正，并根据校正后的中频频率计算距离；如果不满足，则利用频谱分析后获得的中频频率 计算距离，保证在使用相位差法时能够得到很好的测量结果。因此本专利技术提高了 FMCW雷达 测距的精度。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种FMCW雷达测距的方法流程图；图2为本专利技术实施例二提供的一种FMCW雷达测距的方法流程图；图3为本专利技术实施例三提供的一种FMCW雷达测距装置框图；图4为本专利技术实施例四提供的一种FMCW雷达测距装置框图。具体实施例方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。FMCff雷达中频信号经过A/D采样变成数字信号之后可进行灵活的数字信号处理， 下面所提到的中频信号都是指数字化之后的信号。为了提高FMCW雷达测距精度，本专利技术在 通过相位差法进行频谱分析时，判断相位差法校正的合理性，充分考虑频谱干涉对相位差 法的影响，如果合理，则进行频谱校正，并根据校正后的中频频率计算距离；如果不满足，则 利用频谱分析后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＦＭＣＷ雷达测距的方法，其特征在于，包括步骤：对经过Ａ／Ｄ采样后的ＦＭＣＷ雷达中频信号进行频谱分析；判断ＦＭＣＷ雷达中频信号的频谱是否满足相位差法校正条件；如果满足则应用相位差法进行频谱校正，获得校正的中频频率，并根据校正后的中频频率计算距离；如果不满足，则利用频谱分析后获得的中频频率计算距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄利君，陈伟，吴泽俊，周建波，戴勇，徐峰，姚欣，王新安，
申请(专利权)人：深圳市汉华安道科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]