[發明專利]一種基于雷達的物位測量方法、裝置、設備以及存儲介質

有效

• 申請號: 201911033313.6
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110987121B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 陳淑武;吳世鋒;陳世友;鄧振淼;溫振興;陳世嘉
• 申請（專利權）人: 廈門四信通信科技有限公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊唯

1.一種基于雷達的物位測量方法，其特征在于，包括：

通過雷達天線陣元接收發射信號經目標物反射后形成的回波信號，并對所述回波信號以及發射信號經去斜處理后，以得到差頻信號；

對所述差頻信號做傅里葉變換后，以得到離散譜，并獲取與所述離散譜的幅度峰值相鄰的兩根譜線的幅度值；

對所述兩根譜線的幅度值經頻域插值算法后，以獲得頻率估值；

根據所述頻率估值，以計算出雷達至所述目標物的粗估計距離；

對所述差頻信號做相位補償，將補償后的信號再求和后得到累加后的信號，以獲得累加后的信號的相位；

根據累加后的信號的相位計算出物位的修正距離；

根據所述粗估計距離值以及和修正距離，以獲得物位距離。

2.根據權利要求1所述的基于雷達的物位測量方法，其特征在于，對所述差頻信號做相位補償，將補償后的信號再求和后得到累加后的信號，以獲得累加后的信號的相位，具體為：

根據所述頻率估值，構造與所述頻率估值對應的時域相位補償項；

根據構造好的時域相位補償項對差頻信號進行相位補償，以得到補償后的信號；

將補償后的信號再求和，以得到累加后的信號；

根據所述累加后的信號，以得到累加后的信號的相位。

3.根據權利要求2所述的基于雷達的物位測量方法，其特征在于，所述時域相位補償項的表達式為：φ(t,k_max)＝exp(-j2πtk_max/N)；其中，

所述補償后的信號表達式為：y'(t)＝y(t)·φ(t,k_max)；其中，差頻信號表達式為：

累加后的信號表達式為：

其中t是時間，c是光速，λ是波長，B是調頻連續波的帶寬，T為脈沖寬度，y(t)是去斜處理后的差頻信號，|Z(k₀)|是離散譜幅度最大值，k₀是幅度峰值對應的離散頻率點序號，t_d是時間間隔。

4.根據權利要求3所述的基于雷達的物位測量方法，其特征在于，

所述物位粗估計距離D1的表達式為：所述物位修正距離D2表達式為：為累加后的信號的相位；f_c為調頻連續波的載頻；B為調頻連續波的帶寬，T為脈沖寬度；f_b是頻率估值；c是光速；

所述物位的表達式為：D＝D₁+D₂。

5.根據權利要求1所述的基于雷達的物位測量方法，其特征在于，還包括：

根據所述頻率估值，對所述離散譜的幅度峰值后的每一時刻的回波信號進行相位補償，以計算出每一時刻的修正距離；

根據所述修正距離以及粗估計距離，從而獲得每一時刻的物位距離。

6.一種基于雷達的物位測量裝置，其特征在于，包括：

差頻信號獲取單元，用于通過雷達天線陣元接收發射信號經目標物反射后形成的回波信號，并對所述回波信號以及發射信號經去斜處理后，以得到差頻信號；

幅度值獲取單元，用于對所述差頻信號做傅里葉變換后，以得到離散譜，并獲取與所述離散譜的幅度峰值相鄰的兩根譜線的幅度值；

頻率估值獲取單元，用于對所述兩根譜線的幅度值經頻域插值算法后，以獲得頻率估值；

粗估計距離獲取單元，用于根據所述頻率估值，以計算出雷達至所述目標物的粗估計距離；

相位獲取單元，用于對所述差頻信號做相位補償，將補償后的信號再求和后得到累加后的信號，以獲得累加后的信號的相位；

修正距離獲取單元，用于根據累加后的信號的相位計算出物位的修正距離；

物位距離單元，用于根據所述粗估計距離值以及和修正距離，以獲得物位距離。

7.一種基于雷達的物位測量設備，其特征在于，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器內的計算機程序，所述計算機程序能夠被所述處理器執行以實現如權利要求1至5任意一項所述的基于雷達的物位測量方法。

8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的計算機程序，其中，在所述計算機程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質所在設備執行如權利要求1至5任意一項所述的基于雷達的物位測量方法。