[發(fā)明專利]一種駝峰測速雷達(dá)的自檢方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710306794.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN107064924B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王傳根;韋勇繼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽超遠(yuǎn)信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/58
• 分類號(hào): G01S13/58;G01S7/40
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務(wù)所 34116
• 代理人: 洪玲

本發(fā)明公開了一種駝峰測速雷達(dá)的自檢方法，所述駝峰測速雷達(dá)包括調(diào)頻微帶天線和FPGA主控模塊，所述方法利用數(shù)字處理、雷達(dá)高頻掃頻技術(shù)，通過采用可調(diào)頻的微帶平板天線和大規(guī)模FPGA可編邏輯控制器，對(duì)雷達(dá)發(fā)射波進(jìn)行快速調(diào)頻，并通過對(duì)多普勒信號(hào)頻譜進(jìn)行對(duì)比分析，讓自檢調(diào)制信號(hào)完全通過實(shí)際信號(hào)相同的回路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷達(dá)高頻部分到信號(hào)處理部分所有硬件的檢測，確保自檢信號(hào)是百分之百與實(shí)際多普勒雷達(dá)信號(hào)有相同的信號(hào)傳輸路徑，提高其硬件系統(tǒng)自檢功能的可靠性，同時(shí)自檢是完全以與雷達(dá)工作信號(hào)相同的機(jī)制，而非依賴混頻管偏壓，故避免了環(huán)境等對(duì)自檢可靠性的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是鐵路編組站自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及的是一種駝峰測速雷達(dá)及其自檢方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外用于鐵路駝峰場車輛速度測量的雷達(dá)，都屬于模擬型測速雷達(dá)，處于對(duì)高可靠性的需要，雷達(dá)在無車輛溜放待測狀態(tài)時(shí)，需通過自檢電路，檢測雷達(dá)高頻系統(tǒng)和信號(hào)放大電路等相關(guān)硬件系統(tǒng)是否正常，并輸出固定頻率信號(hào)告知駝峰編組站自動(dòng)化控制中心。目前普遍采用的方法是通過檢測混頻管直流偏壓是否正常來探測雷達(dá)高頻系統(tǒng)的好壞。在混頻管工作正常時(shí)，其有一定的直流偏壓，在此偏壓正常時(shí)，通過與門電路在模擬信號(hào)放大電路前端注入自檢信號(hào)。完成自檢功能。

但由于此自檢信號(hào)并未實(shí)際經(jīng)過高頻系統(tǒng)，高頻系統(tǒng)的正常與否完全依賴混頻管直流偏壓的數(shù)值，長期的應(yīng)用實(shí)踐表明，此方法存在以下缺陷：

1、混頻管直流偏壓和器件的溫度等特性關(guān)系極大，且不能完全反映其接收信號(hào)的靈敏度，存在自檢可靠性不足的問題。

2、雷達(dá)前正面防護(hù)板材料及厚度、安裝位置對(duì)混頻管電壓有較大影響，會(huì)造成高頻系統(tǒng)不良的誤判。

3、目前自檢電路只能應(yīng)用在單管混頻器結(jié)構(gòu)的雷達(dá)上，對(duì)于性能更好的平衡型混頻器雷達(dá)，該電路無法應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種駝峰測速雷達(dá)的自檢方法，以解決現(xiàn)有鐵路駝峰測速雷達(dá)硬件自檢功能中的缺陷。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種駝峰測速雷達(dá)，包括調(diào)頻微帶天線和FPGA主控模塊，其中，調(diào)頻微帶天線的信號(hào)輸出端通過依次連接的信號(hào)放大濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與FPGA主控模塊的調(diào)頻信號(hào)輸入端連接，F(xiàn)PGA主控模塊的調(diào)頻信號(hào)輸出端通過依次連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和掃頻電壓控制電路與調(diào)頻微帶天線的信號(hào)輸入端連接。

本發(fā)明還提供了上述駝峰測速雷達(dá)的自檢方法，包括以下步驟：

步驟S1：在雷達(dá)自檢階段，F(xiàn)PGA主控模塊連續(xù)發(fā)出固定頻率f_Δ為2000Hz的三角波調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和掃頻電壓控制模塊后，控制雷達(dá)前端的調(diào)頻微帶天線進(jìn)行FMCW模式調(diào)制和幅度調(diào)制；根據(jù)FMCW技術(shù)原理，雷達(dá)發(fā)射波為隨時(shí)間按三角波規(guī)律變化的高頻連續(xù)波，雷達(dá)接收的回波的頻率與發(fā)射的頻率變化規(guī)律相同，只是有一個(gè)時(shí)間差，通過這個(gè)時(shí)間差可計(jì)算出目標(biāo)的距離；此外，經(jīng)過幅度調(diào)制的解調(diào)后，雷達(dá)輸出的多普勒信號(hào)會(huì)含有一個(gè)類似三角波的基頻信號(hào)，頻率與輸入的三角波調(diào)制信號(hào)頻率相同；

步驟S2：計(jì)算在采樣系列長度為N的情況下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻移值f_d：

式中，f_s為采樣頻率，0≤K≤N-1；

步驟S3：對(duì)雷達(dá)輸出的多普勒信號(hào)中的I信號(hào)和Q信號(hào)進(jìn)行長度為N的傅立葉變換，記為X_I(K)和X_Q(K)，K＝0,1...N-1；