[發明專利]一種調頻連續波雷達系統的測距方法

有效

• 申請號: 201410061306.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103777199A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 陳秀偉;張文鑫;劉小軍;柳青;唐傳軍;張鋒;方廣有
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S13/32
• 分類號: G01S13/32
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種調頻連續波雷達系統的測距方法，該方法包括步驟：

步驟S1：對調頻連續波雷達系統采集的中頻信號進行離散傅里葉頻譜計算，得到頻譜峰值譜線號K_m所對應的粗計算的中頻信號頻率和距離；

步驟S2：根據離散傅里葉變換的移位性質，對中頻信號進行移位，得到移位的中頻信號頻譜，所述移位在頻譜峰值譜線號為K_m和K_m+1的譜線之間；

步驟S3：對移位的中頻信號頻譜進行能量歸一化，并對移位的中頻信號頻譜歸一化能量求和；

步驟S4：對移位是否達到一個周期進行判斷，若沒有達到一個周期則重復步驟S2和步驟S3，若達到一個周期進入步驟S5；

步驟S5：尋找移位歸一化能量最大值或最小值，及能量最大值或最小值所對應的移位頻率，再結合步驟S1計算并得到移位后的距離和移位距離；

步驟S6：根據步驟S5的移位后的距離和移位距離計算目標距離。

2.根據權利要求1所述的測距方法，其特征在于，步驟S1中調頻連續波雷達系統的中頻信號為：若中頻信號的頻率為F，則頻率距離的關系式：對中頻信號進行離散傅里葉變換，找到離散頻譜峰值譜線號K_m，然后根據中頻信號離散頻譜與頻率的關系計算出離散頻譜峰值譜線號K_m所對應的頻率F₀，其中π為圓周率，R為雷達與目標的實際距離，B為發射信號帶寬，t為連續信號時間，f₁為起始頻率，c為光速，T為發射信號掃描周期。

3.根據權利要求2所述的測距方法，其特征在于，步驟S1所述得到離散頻譜峰值譜線號K_m所對應的粗計算頻率F₀距離R₀的步驟如下：

步驟S101：計算中頻離散時域信號x(n)的離散傅里葉變換，得到中頻信號離散頻譜X(k)如下表示：

X(k)=|Σn=0N-1x(n)WNnk|]]>

其中N為采樣點數，n為離散中頻信號的離散時間點，n=0,1，2，...N-1，k為離散頻譜譜線號，W_N為旋轉因子滿足歐拉公式：

e為自然對數的底數，j為虛數單位，|·|表示取復數的模值；

步驟S102：找到中頻信號離散頻譜X(k)峰值所對應的離散頻譜峰值譜線號K_m，通過中頻信號離散頻譜與頻率的關系粗計算離散頻譜峰值譜線號K_m所對應的中頻信號頻率其中Fs為采樣率，為N點采樣的頻率分辨率；

步驟S103：再通過粗計算的中頻信號頻率F₀與粗計算的目標距離R₀的關系：求出粗計算的目標距離

4.根據權利要求1所述的測距方法，其特征在于，步驟S2中所述離散傅里葉變換的移位性質表示為：其中x(n)為中頻離散時域信號，N為采樣點數，n為離散中頻信號的離散時間點，n=0,1，2，...N-1，k為離散頻譜譜線號，為移位頻率，X(k)為中頻信號離散頻譜。

5.根據權利要求4所述的測距方法，其特征在于，通過調頻連續波雷達系統要求的計算精度來選取移位步長，設要求的計算精度為粗計算精度的M倍，M為正整數，則選取的移位步長為其中Fs為采樣率，表示N點采樣的頻率分辨率。

6.根據權利要求4所述的測距方法，其特征在于，所述移位后的中頻信號離散頻譜X’(k)表示如下：