[發明專利]一種24GHz連續波雷達測角方法

有效

• 申請號: 201811463033.4
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN111257861B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 蔣鵬飛;張紹營;王征
• 申請（專利權）人: 北京華航無線電測量研究所
• 主分類號: G01S13/06
• 分類號: G01S13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種24GHz連續波雷達測角方法，屬于雷達測量領域。雷達發射鋸齒狀的線性調頻信號，它是由連續的線性調頻脈沖串組成。天線采用1個發射陣元和8個均勻分布接收線陣組成，對每個接收陣元的每個線性調頻連續波脈沖的差拍信號做FFT運算，得到差拍頻譜譜峰對應相位信息，根據8個接收天線的相位信息做數字波束形成運算得到Ysubgt;1/subgt;(θsubgt;n/subgt;)。對每個脈沖所得的波束形成Ysubgt;i/subgt;(θsubgt;n/subgt;)積累得到Y(θsubgt;n/subgt;)，測得目標的角度為θsubgt;n/subgt;。本發明通過差拍信號得到多個接收陣元間的相位方向矢量信息，通過數字波束形成的方式測量目標角度，提高了測角的精度。

技術領域

本發明屬于雷達測量領域，具體涉及一種24GHz連續波雷達測角方法。

背景技術

目前24GHz雷達通常采用一發雙收的模式，通過雙天線相位差方法測角。這種方法測角精度受噪聲、雜波影響較大，目標回波信噪比低時雷達測角精度差，嚴重影響了雷達的測角性能。

發明內容

為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種24GHz連續波雷達測角方法。天線采用1個發射陣元和8個均勻分布接收線陣組成，該方法包括如下步驟：

步驟1：雷達發射線性調頻連續波，8個接收陣元同時接收回波，進行混頻、模擬濾波放大后，ADC并行采集8個接收陣元的差拍信號，得到：

s(m,i)i∈[1,128],m∈[1,8]

其中，m為接收單元序號，i為線性調頻連續波重復周期序號；

步驟2：分別對s(m,1),m∈[1,8]信號進行FFT運算，分別得到頻譜MagR(m,1),m∈[1,8]；

步驟3：對頻譜MagR(m,1),m∈[1,8]進行非相參積累，得到頻譜MagR_acc，對MagR_acc進行CFAR檢測得到頻譜峰值點，分別得到譜峰位置對應的相位信息phi(m),m＝1...8；

步驟4：根據相位信息phi(m)進行數字波束形成得到Y₁(θ_n),θ_n∈[-60°,60°]；

步驟5：分別對s(m,i),i＝2...128進行步驟2～4得到Y_i(θ_n)，然后將Y₁(θ_n)～Y₁₂₈(θ_n)進行積累得到Y(θ_n)，當θ_n＝θ₀時輸出響應|Y(θ)|最大，測得目標的角度為θ_n。

進一步，所述單個接收陣元的單個線性調頻周期內的差拍信號，具體表示為：

對于均勻分布接收陣元，由于陣元間距d＜＜R₀，各接收陣元間的電磁波存在里程差ΔR，因此各接收陣元間的信號存在相位差

其中：θ為入射角度、c為光速傳播速率，d為陣元間距。

進一步，所述步驟4中根據相位信息phi(m)進行數字波束形成得到Y₁(θ_n)，方法為：

當有入射角為θ₀的平面波照射時，取S(θ₀)為接收信號矢量，其元素為第m個陣元接收的信號，則一維均勻分布的元線陣合成的輸出為：