[發(fā)明專利]基于雷達(dá)近場回波功率譜特征的機(jī)車速度測量系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910219217.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN101738601A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳兆平;蘇濤;許磊;武容偉;梁中英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/292
• 分類號(hào): G01S7/292;G01S13/58
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于雷達(dá)近場回波功率譜特征的機(jī)車速度測量系統(tǒng)，包括：

選擇采樣率模塊，用于選擇采樣率，以保證測量速度值的相對(duì)誤差滿足機(jī)車測 速要求，并將所選的采樣率數(shù)據(jù)送給頻譜重心法預(yù)估計(jì)速度模塊；

頻譜重心法預(yù)估速度模塊，用于預(yù)估計(jì)雷達(dá)的兩個(gè)天線各自的回波功率頻譜重 心位置對(duì)應(yīng)的機(jī)車速度，并將前后天線對(duì)應(yīng)的預(yù)估計(jì)速度送入速度校正模塊；

速度校正模塊，用于對(duì)前后天線對(duì)應(yīng)的預(yù)估計(jì)速度進(jìn)行校正，得到單個(gè)天線對(duì) 機(jī)車速度的初次無偏估計(jì)，并將兩個(gè)天線各自校正后的速度送入抗天線波束角度誤 差模塊；

抗天線波束角度誤差模塊，用于對(duì)雷達(dá)的前后天線波束中心的角度偏差帶來的 測速誤差進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車速度的無偏測量，得到最終的速度測量結(jié)果。

2.一種基于雷達(dá)近場回波功率頻譜特征的機(jī)車速度測量方法，包括如下過程：

(1)選擇采樣率為最大采樣率的十分之一進(jìn)行采樣，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn) 算，分別得到前天線和后天線的回波功率頻譜；

(2)利用下式分別計(jì)算前后天線的回波功率包絡(luò)對(duì)應(yīng)的頻譜區(qū)域內(nèi)的重心，

fb=ΣfiEiΣEi---1)]]>

其中，E_i為回波功率頻率f_i對(duì)應(yīng)的功率幅度，f_i為回波功率頻率，它在最小和 最大頻率范圍(f_min，f_max)內(nèi)取值；

(3)將步驟(2)估計(jì)的前后天線回波功率譜的重心對(duì)應(yīng)的速度乘以校正因子 k，分別得到采用前后天線的回波功率譜對(duì)機(jī)車速度的初次無偏估計(jì)，校正因子的 求解公式為

k=cosα·ΣE(θi)Σcosθi·E(θi),---2)]]>

式中，α是天線的波束中心方向與水平面夾角，θ_i為離散化的天線波束方向與水平 面的夾角，θ_i在天線3dB波束寬帶范圍內(nèi)，即(θ_min，θ_max)內(nèi)取值，E(θ_i)為天線在波 束角度θ_i上的增益；

(4)通過下式對(duì)前天線的初次無偏估計(jì)速度進(jìn)行二次校正，得到利用前天線對(duì) 機(jī)車速度的最終測量結(jié)果，

vA=12λ·fd1·tg2α1+1---3)]]>

其中，λ為發(fā)射波波長，α₁為前天線的波束中心方向與水平面的夾角，f_d1為前 天線的初次無偏估計(jì)速度對(duì)應(yīng)的頻率；

(5)通過下式對(duì)后天線的初次無偏估計(jì)速度進(jìn)行二次校正，得到利用后天線對(duì) 機(jī)車速度的最終測量，

vB=12λ·fd2·tg2α2+1---4)]]>

其中，α₂為后天線的波束中心方向與水平面的夾角，f_d2為后天線的初次無偏估 計(jì)速度對(duì)應(yīng)的頻率；

(6)將前后天線對(duì)應(yīng)的最終測量速度取平均值，得到對(duì)當(dāng)前時(shí)刻機(jī)車速度的最 終測量結(jié)果；

v=vA+vB2---5)]]>

(7)根據(jù)步驟(6)測量的當(dāng)前時(shí)刻的機(jī)車速度，按照機(jī)車要求的測速相對(duì)誤 差選擇下一時(shí)刻的采樣頻率，并對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，分別得到前天線和后 天線的在下一時(shí)刻的回波功率頻譜；

(8)循環(huán)執(zhí)行步驟(2)至步驟(7)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車速度的實(shí)時(shí)測量。