[發明專利]一種線性調頻連續波探測系統距離測量精度的改進方法

有效

• 申請號: 201910347654.4
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110109089B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 閆修林;宋建宇;錢曉堅;于榮;錢葵東;崔自峰;王冉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G01S13/32
• 分類號: G01S13/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曹坤

一種線性調頻連續波探測系統距離測量精度的改進方法。本發明中線性調頻連續波探測系統有著低發射功率、高接收靈敏度、高距離分辨率和結構簡單等突出優點，具有比脈沖體制更強的目標辨識、抗背景雜波及抗干擾能力；另外在非同步采樣情況下，通過快速傅里葉變換FFT得到的頻譜以頻率分量為中心的頻率范圍內都有離散頻譜出現，信號頻率分量外的譜線可以理解為從信號分量出泄露出去的，存在頻譜泄露；并且，各離散頻譜線所對應的頻率與信號頻率分量存在偏差，存在柵欄效應。本發明針對這些現象，利用頻譜泄漏造成的信號幅度分布，提出了一種在FFT的點數N不變的基礎上提高信號頻率的測量精度、進而提高距離的測量精度的方法。

技術領域

本發明涉及一種線性調頻連續波探測系統提高距離探測精度的改進方法。

背景技術

線性調頻連續波探測系統有著低發射功率、高接收靈敏度、高距離分辨率和結構簡單等突出優點，不存在距離盲區、具有比脈沖體制更強的目標辨識、抗背景雜波及抗干擾能力，近年來得到了較快發展。

線性調頻連續波探測系統的工作頻率以線性方式連續變化，在一個掃描周期內，發射天線輻射出一組等幅度調頻連續波，信號頻率從起始頻率線性增加到終止頻率。接收天線接收來自目標的反射信號，由于發射波的傳輸延遲，反射信號與發射信號有一個時間差和頻率差，該時間差和頻率差與探測目標的距離正相關。如果將發射信號作為本振與反射信號進行混頻，給出混頻后差頻信號的頻譜，就會分離出目標的反射信號，不同距離的目標會在不同的頻點出現。目標反射信號與發射信號之間的延遲時間是確定的，而延遲時間與差拍信號的瞬時頻率相對應。離散傅里葉變換DFT是數字信號處理中應用最廣泛的離散變換，FFT是DFT的有效實現，是數字信號處理的核心技術，其獲得廣泛應用。只需要對差頻信號進行快速傅里葉FFT變換處理，然后檢測頻譜峰值點，可得到差拍信號的瞬時頻率，即可計算目標距離。目標距離探測精度受差頻信號采樣間隔的影響，通常的方法是增加FFT的點數N，但增大FFT的點數N，會使運算量大大增加，在實時信號處理中難以實現。而且，受系統線性變頻系數、變頻范圍、掃描重復周期、探測距離的綜合影響，也限制了FFT的點數N的增加。

發明內容

本發明針對線性調頻連續波探測系統，在相關系統參數確定的基礎上如何進一步提高信號頻譜的測量精度，從而提高距離探測精度的方法。在非同步采樣情況下，通過快速傅里葉變換FFT得到的頻譜不只是存在一個離散頻譜，而是在以頻率分量為中心的頻率范圍內都有離散頻譜出現，信號頻率分量外的譜線可以理解為從信號分量泄露出去的，存在頻譜泄露；并且，各離散頻譜線所對應的頻率與信號頻率分量存在偏差，存在柵欄效應。本發明針對這些現象，利用頻譜泄漏造成的頻譜幅度分布，提出了一種在FFT的點數N不變的基礎上提高信號頻譜的測量精度、進而提高距離測量精度的方法。