[發(fā)明專利]低截獲測速方法及雷達(dá)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410295153.3
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104076352A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳祝明;張也;薛雄;張新旺;張晨曦;趙龍
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種低截獲測速方法及測速雷達(dá)。

背景技術(shù)

測速雷達(dá)因其具有價(jià)格便宜、精確度高、布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于公路交通的管制與監(jiān)控中，被公安交管部門作為用于檢測車輛是否超速的首選工具。

現(xiàn)有的測速雷達(dá)采用單頻連續(xù)波體制，其具有發(fā)射頻譜很窄的特點(diǎn)，利用多普勒效應(yīng)測得目標(biāo)的速度。圖1是一種現(xiàn)有的單頻連續(xù)波測速雷達(dá)裝置。在發(fā)射部分，控制器通過控制頻率源產(chǎn)生頻率為f₀的單頻連續(xù)波并將其輸入到定向耦合器，定向耦合器將其中一路信號作為本振信號輸入至混頻器，將另一路頻率為f₀的單頻信號經(jīng)過環(huán)形器與天線輻射到空間。如果目標(biāo)以徑向速度v_r相對于雷達(dá)運(yùn)動，則從目標(biāo)反射回來的信號會使載頻f₀產(chǎn)生多普勒頻移f_d=2v_r/λ。式中λ為雷達(dá)波長，f_d的正、負(fù)號由目標(biāo)運(yùn)動方向決定。在接收部分，天線接收到回波信號后，經(jīng)環(huán)形器輸出到低噪聲放大器及濾波器，然后再與頻率為f₀本振信號進(jìn)行混頻，得到頻率為f_d的低頻信號，將混頻后得到的基帶信號進(jìn)行濾波放大，然后送入到ADC，ADC將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。在信號處理部分，將數(shù)字信號送入數(shù)字信號處理器，通過信號處理得到基帶信號的頻率f_d，計(jì)算出多普勒信號的目標(biāo)速度v_r。最后，在控制部分和顯示部分，控制器控制顯示器顯示出經(jīng)處理所得目標(biāo)的速度v_r。

但由于單頻連續(xù)波雷達(dá)發(fā)射的是單一頻率的連續(xù)波，在頻譜上能量高度集中，易被采用掃頻式超外差接收機(jī)的反雷達(dá)測速儀截獲。反雷達(dá)測速儀也稱電子狗，是一種檢測測速雷達(dá)的設(shè)備，安裝在汽車內(nèi)，可以在一定距離內(nèi)檢測到周圍是否有測速雷達(dá)信號。現(xiàn)有的測速雷達(dá)存在抗截獲性能低的問題，造成一些超速車輛可以在電子狗的幫助下成功躲避雷達(dá)測速裝置，降低了交通安全執(zhí)法的效果。

如圖2所示為單頻連續(xù)波信號與線性調(diào)頻連續(xù)波信號的頻譜示意圖。單頻連續(xù)波信號頻譜上能量高度集中，易被電子狗截獲。因此，可以考慮頻率調(diào)制的方式，頻率調(diào)制能夠產(chǎn)生寬帶的低截獲概率（LPI）信號，信號帶寬的增加將會導(dǎo)致頻譜上能量的分散，降低被截獲的概率。線性頻率調(diào)制是一種有效的LPI技術(shù)，其信號的頻譜在調(diào)制帶寬上幾乎是矩形的，發(fā)射信號帶寬較寬，截獲接收機(jī)需要更大的帶寬才能完成信號的接收，接收帶寬的增加將會導(dǎo)致信噪比的下降，且能量在頻譜上分散度很高，信號容易隱藏在噪聲中，降低被電子狗截獲到的概率。雷達(dá)接收端通過匹配接收，能夠獲得很高的信號處理增益，準(zhǔn)確的提取目標(biāo)信息。

調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)是一種通過對連續(xù)波進(jìn)行頻率調(diào)制來獲得速度與距離信息的雷達(dá)體制，具有截獲概率低的優(yōu)點(diǎn)。但是，在利用調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)測速的過程中也存在一些問題，例如，如何在固定雜波背景下提取運(yùn)動目標(biāo)信息，如何解算速度-距離的耦合，如何提高測速精度。在一個(gè)授權(quán)公告日為2013年11月20日，授權(quán)公告號?CN?203299378?U，名稱為“一種連續(xù)波測速雷達(dá)”的中國實(shí)用新型專利中提出了采用調(diào)頻連續(xù)波體制的雷達(dá)對車輛進(jìn)行測速。但該裝置只指出了測速雷達(dá)結(jié)構(gòu)，未充分公開測速算法和雷達(dá)的波形參數(shù)，故依據(jù)其專利無法真正實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用其指出的調(diào)頻連續(xù)波測速雷達(dá)。同時(shí)，該專利也沒有提出解決雜波抑制及解算速度-距離耦合問題的測速方法，沒有解決在利用調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)測速的過程中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得低截獲性能，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種發(fā)射波形為調(diào)頻連續(xù)波的固定式低截獲測速雷達(dá)，提出了解決雜波抑制及解算速度-距離耦合問題的測速方法。其目的是使得電子狗在實(shí)際應(yīng)用場景下很難檢測到測速雷達(dá)發(fā)射的信號，從而降低測速雷達(dá)信號被截獲的概率，解決電子狗給現(xiàn)有測速雷達(dá)帶來的降低其使用效果的問題。

本發(fā)明所述低截獲測速方法，是一種采用正負(fù)程頻率對消的測速算法。包括如下步驟：

步驟1.生成調(diào)頻連續(xù)波，生成的調(diào)頻連續(xù)波分為A、B兩路，A路經(jīng)天線發(fā)射；