[發明專利]一種調頻間斷連續波雷達緩和相互干擾方法

有效

• 申請號: 201810933263.6
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109061580B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 邱萬智;鄭海樹;張凡;張遠輝
• 申請（專利權）人: 杭州岸達科技有限公司
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 蘇州彰尚知識產權代理事務所(普通合伙) 32336
• 代理人: 潘劍

本發明提供一種調頻間斷連續波（FMICW）雷達緩和相互干擾方法。利用FMICW雷達信號波形的間斷性，發送端對掃頻周期內的每一個脈沖段附加一個隨機初始相位，接收端用該發送信號對回波信號做混頻可消除該附加隨機初始相位對本機的影響。由于所述附加初始相位的隨機性，不同雷達間的接收信號和本地信號將會分別經過不同初始相位的調制和解調制，實現對接收到的干擾信號功率進行衰減。進一步地，本發明使用真隨機數產生器根據回波信號的噪聲頻譜產生多相隨機初始相位，由于噪聲頻譜的隨機性和各雷達噪聲頻譜的不相關性，所述附加初始相位具有真隨機數的不可重復性和非周期性，從而實現干擾信號和本地信號在相位上的進一步失配，使得接收到的干擾信號功率被更大限度地衰減。

【技術領域】

本發明涉及調頻間斷連續波(FMICW)雷達技術領域，特別涉及一種采用真隨機數對掃頻周期內的脈沖段添加隨機初始相位以緩和FMICW雷達信號的相互干擾方法。

【背景技術】

調頻連續波(FMCW)雷達因其低峰值功率，高距離分辨率等優點而得到廣泛應用。FMCW雷達的主要缺點是要求接收機和發射機之間有良好的功率隔離。調頻間斷連續波(FMICW)體制采用單個收發共用天線，利用天線收發開關在掃頻周期內切換發送和接收模式，可以有效降低收發功率隔離度要求和系統成本。圖1為FMICW雷達發送和接收信號時頻示意圖。圖中f_o為載波頻率,B為掃頻帶寬,T為掃頻周期,T_c為收發開關周期(即脈沖段周期)，τ為發送時間(即脈沖寬度)。可以看出在每一個掃頻周期T內，FMICW發送和接收信號均為周期性的脈沖段。在接收端數字信號處理模塊對回波信號的差頻信號(即混頻和低通濾波后信號)做處理(比如頻譜分析)即可獲得目標距離，速度，方位等參數信息。雖然與調頻連續波雷達在原理和處理方式上類似，但是由于發送和接收波形的間斷，FMICW雷達信號具有諸多特性。這些特性可以用來改善系統的某些性能。

隨著相同頻段雷達數量的增加，雷達信號之間的相互干擾將會嚴重影響雷達的正常工作。比如在汽車應用中，迎面而來的汽車會直接干擾本汽車的雷達。同樣，配備后向探測雷達的汽車會對其后方汽車的前向探測雷達產生干擾。調頻間斷連續波雷達間的相互干擾會導致兩個主要問題：幽靈目標和本底噪聲的增加。幽靈目標會增加虛警概率，本底噪聲會降低雷達檢測靈敏度。

【發明內容】

為了克服現有FMICW雷達技術中相互干擾大的缺陷，本發明提供一種調頻間斷連續波雷達緩和相互干擾方法。本發明利用FMICW雷達信號波形的間斷性在掃頻周期內引入隨機性,達到增強系統抗干擾能力的目的。發送端對掃頻周期內的每一個脈沖段附加一個隨機初始相位，接收端用該發送信號(即本地信號) 對回波信號做混頻即可消除該附加隨機初始相位對本機的影響。然而，由于所述附加初始相位的隨機性，不同雷達間的接收信號和本地信號將會分別經過不同初始相位的調制和解調制，實現對接收到的干擾信號功率進行衰減。進一步地，本發明使用真隨機數產生器根據回波信號的噪聲頻譜產生多相隨機初始相位，由于噪聲頻譜的隨機性和各雷達噪聲頻譜的不相關性，所述附加初始相位具有真隨機數的不可重復性和非周期性，從而實現干擾信號和本地信號在相位上的進一步失配，使得接收到的干擾信號功率被更大限度地衰減。

本發明的技術方案如下，一種調頻間斷連續波雷達緩和相互干擾方法，包含以下步驟：

步驟1：初始化過程，產生第一個掃頻周期發送信號脈沖段所需的N個M元隨機數{c_n，n＝0，1，…N-1}，這里M為大于等于2的整數，N為一個掃頻周期內的脈沖段數目，即

N＝floor(T/T_c)

其中，T為掃頻周期,T_c為收發開關周期，floor(x)為高斯符號(即取不大于x 的最大整數)，其中，隨機數{c_n，n＝0，1，…N-1}為一組動態隨機數，在每一個掃頻周期是隨機產生。