[發明專利]線性調頻雷達中的直接無多普勒速度測量

有效

• 申請號: 201711250503.4
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108152809B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: A·波克拉斯;I·比萊克;S·維爾勒瓦爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;鄧雪萌

使用從多個發射元件中的每一個發射線性頻率調制啁啾并且接收所得反射的雷達來估計目標速度的方法和系統。該系統還包括處理器，處理器處理一次從啁啾幀產生的反射，并且基于確定用于移動指定距離的目標的啁啾幀的數量來計算速度。處理器通過執行范圍快速傅里葉變換(FFT)來處理反射，使得指定距離是由距離單元跨越的范圍，并且每個啁啾幀是多個發射元件中的每一個的啁啾傳輸。

介紹

本發明涉及線性調頻(LFM)雷達中的直接無多普勒速度測量。

雷達系統在需要目標檢測和跟蹤的應用中具有廣泛使用。LFM雷達發射帶有頻率的脈沖，帶有指定斜率的頻率隨時間增加或減小。發射信號可以稱為啁啾。LFM雷達以給定脈沖重復間隔發射給定脈沖持續時間的啁啾。目標速度可以根據多普勒頻移來確定，多普勒頻移根據從所發射啁啾產生的反射來確定。然而，當最大可分辨速度隨著脈沖重復間隔減小而增大時，多普勒分辨率增加。因此，期望提供確定目標速度的替代方法。

發明內容

在一個示例性實施例中，估計目標速度的系統包括從多個發射元件中的每一個發射線性頻率調制啁啾并且接收所得反射的雷達。該系統還包括處理器，處理器處理一次從啁啾幀產生的反射，并且基于確定用于移動指定距離的目標的啁啾幀的數量來計算速度。處理器通過執行范圍快速傅里葉變換(FFT)來處理反射，使得指定距離是由距離單元跨越的范圍，并且每個啁啾幀是多個發射元件中的每一個的啁啾傳輸。

在另一示例性實施例中，估計目標速度的方法包括從雷達的多個發射元件中的每一個發射線性頻率調制啁啾，以及接收從雷達處的啁啾產生的反射。該方法還包括使用處理器來處理一次從啁啾幀產生的反射，以基于確定用于移動指定距離的目標的啁啾幀的數量來計算目標速度。啁啾幀的處理包括執行范圍快速傅里葉變換(FFT)，使得指定距離是由距離單元跨越的范圍，并且每個啁啾幀是多個發射元件中的每一個的啁啾傳輸。

當結合附圖時，通過以下詳細描述上述特征和優點以及其它特征和優點將顯而易見。

附圖說明

其它特征、優點和細節僅作為示例出現在以下對實施例的詳細描述中，詳細描述參照附圖，其中：

圖1是根據一個或多個實施例的獲得目標速度的系統的框圖；

圖2描繪了根據一個或多個實施例的示例性啁啾；

圖3示出了兩個頻率區段和與不同反射的每個頻率區段相關聯的示例性能量級別；

圖4示出了兩個距離單元和與參照圖3討論的兩個不同反射的每個距離單元相關聯的示例性能量級別；以及

圖5是根據一個或多個實施例的確定目標速度的方法的流程圖。

具體實施方式

以下描述在性質上僅僅是示例性的，并不旨在限制本公開、其應用或用途。應該理解，在整個附圖中，相應的附圖標記表示相似或相應的零件和特征。

如前所述，目標速度可以根據多普勒頻移來確定。通常經由所發射啁啾與所接收反射之間的相位差來測量多普勒頻移。啁啾持續時間確定所需延遲時間以及限制可以發射的啁啾數量的最大雷達范圍。這反過來影響給定最大范圍的多普勒分辨率，多普勒分辨率影響可以解決的最大速度。速度v由下式給出：

幀持續時間(T_f)由啁啾數量的乘積給出，啁啾持續時間是光速(3×10⁸米/秒)，f_c是載波頻率(例如，汽車雷達應用的77×10⁹)。在汽車實例中，c/4f_c將在10^-3的量級上。幀持續時間與多普勒頻率分辨率成反比。因此，最小化幀持續時間提高了多普勒頻率分辨率。然而，幀持續時間必須至少足夠長以適應每個發射元件的啁啾傳輸。