[發(fā)明專利]一種適用于短距離車載雷達的測角補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811540904.8
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109613474B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃永明;宋依欣;曹孟德;張鋮;王海明
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S3/02;G01S13/931;G01S7/40
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種適用于短距離車載雷達的測角補償方法，其特征在于：所述方法的步驟包括：

(1)利用系統(tǒng)所需的發(fā)射天線和接收天線的數(shù)目和布局，建立短距球面波情況下目標(biāo)模型和天線相對于目標(biāo)的距離關(guān)系；

(2)根據(jù)系統(tǒng)要求的短距離情況下雷達檢測目標(biāo)的距離和方位角分辨率設(shè)置間隔，生成行代表距離信息、列代表方位角信息的N行M列的表；

(3)利用(1)中的目標(biāo)模型和天線相對于目標(biāo)的距離關(guān)系，生成對應(yīng)表中每個單元距離與方位角信息的信號；

(4)對生成信號進行FFT測角，將FFT測角后的峰值序號填入所建立的表格中；

(5)利用待測信號參數(shù)估計得到距離與表格對應(yīng)行代表的每個距離信息相匹配，直到得到距離值最接近的行；

(6)在(5)中得到的行中，利用待測信號的FFT測角后的峰值序號依次與表中內(nèi)容相匹配，直到索引到兩者最接近的列，得到期望單元，從中提取相應(yīng)的方位角信息，對短距離下FFT測角的方位角進行修正；

所述步驟(1)中，利用系統(tǒng)所需的發(fā)射天線和接收天線的數(shù)目和布局，建立短距球面波情況下目標(biāo)模型和天線相對于目標(biāo)的距離關(guān)系，方法如下：

(1.1)短距離毫米波車載雷達系統(tǒng)發(fā)射天線數(shù)為N_t、接收天線數(shù)為N_r，第n_t根發(fā)射天線或者第n_r根接收天線相對于目標(biāo)的距離記為或其中1≤n_t≤N_t,1≤n_r≤N_r；

(2.2)在X-Y-Z三維坐標(biāo)下，天線布陣的幾何參數(shù)集為d＝[d₁,d₂]，2為參數(shù)集d的自由度，在三維坐標(biāo)中，目標(biāo)的方位角θ為目標(biāo)在XY平面上投影與原點的連線相對于Y軸的夾角，俯仰角為目標(biāo)在XY平面上投影與原點的連線相對于目標(biāo)與原點連線的夾角，以目標(biāo)T與發(fā)射天線T1的徑向距離r、方位角θ、俯仰角為參考，發(fā)射天線間距為h_t，接收天線間距為h_r，若系統(tǒng)有檢測俯仰角的需求，則第一根發(fā)射天線與其他發(fā)射天線間需要有高度差記為h_c，則第n_t個發(fā)射天線相對于目標(biāo)的距離和第n_r個接收天線相對于目標(biāo)的距離分別為：

將上述兩個距離將記為

所述步驟(2)中，根據(jù)系統(tǒng)要求的短距離情況下距離分辨率Δr和方位角分辨率Δθ，系統(tǒng)要求的短距離情況下起始距離r₁和起始方位角θ₁，設(shè)計N行M列的表，表格各行對應(yīng)分辨率為Δr的距離r_n＝r₁+nΔr、各列對應(yīng)分辨率為Δθ的方位角θ_m＝θ₁+mΔθ，其中1≤n≤N，1≤m≤M；

所述步驟(3)中，在測角前生成包含N個目標(biāo)距離，M個目標(biāo)方位角信息的雷達反射目標(biāo)回波的生成信號矢量X(r_n,θ_m)，生成信號X(r_n,θ_m)如下式所示：

式中，A為發(fā)射信號幅度，A₀為接收信號幅度，c為光速，f_o為載波頻率，r_n為第n行表示的目標(biāo)距離，θ_m為第m列表示的目標(biāo)方位角，表示為第n_r根接收天線接收第n_t根發(fā)射天線發(fā)射信號的導(dǎo)向矢量，導(dǎo)向矢量由每根天線相對于目標(biāo)的準(zhǔn)確的距離確定：

所述步驟(4)中，將關(guān)于一個目標(biāo)距離r_n和一個目標(biāo)方位角θ_m的生成信號矢量X(r_n,θ_m)通過J點的FFT運算后找到對應(yīng)的峰值序號I(r_n,θ_m)，其過程如下式所示：

其中，表示對{}中內(nèi)容做J點FFT運算；

遍歷表格的所有N行和M列，此時表格中每一個單元都填寫上了對應(yīng)距離r_n和方位角θ_m信息的生成信號經(jīng)過FFT之后的峰值序號I(r_n,θ_m)。