[發明專利]毫米波雷達自動校準系統與方法

在審

• 申請號: 202011112204.6
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112198485A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 紀永飛;岳靚;韓邵君;屈操;閆紅宇;梅靜棟
• 申請（專利權）人: 無錫威孚高科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發明提供一種毫米波雷達自動校準方法，適用于一種毫米波雷達自動校準系統，包括：根據設計的接收天線間距和波長值計算出接收天線標準相位信息；毫米波雷達實際探測目標進行處理得到一維FFT數據，該一維FFT數據包含接收天線實際相位信息，通過計算實際相位和標準相位的相位差信息，用于校準后的相位信息補償。本發明通過自動進行多次校準計算，對計算結果進行均值處理，得到毫米波雷達校準相位陣列，并自動更新到毫米波雷達中。

技術領域

本發明屬于雷達校準技術領域，具體涉及一種毫米波雷達自動校準方法。

背景技術

毫米波雷達具有頻率高、波長短、頻帶寬、體積小、重量輕、隱蔽性和機動性好等特點，在車載、制導、軍事等領域具有非常光明的應用前景。毫米波雷達是利用目標對電磁波的反射來發現并測定目標位置的。通常，為了提高角度分辨率，毫米波雷達采用多接收天線的布局，通過計算接收天線相位，得到目標角度信息。

但是，由于天線存在加工誤差、工藝差異、材料差異等，實際的天線參數同設計參數往往存在較大的差異，這會導致接收天線相位發生改變。故，需要對相位進行校準，實現對毫米波雷達測角的修正。

在傳統的雷達校準方法中，使用目標模擬器來執行毫米波雷達的相位校準。然而，由于目標模擬器本身存在系統誤差，以及雷達探測目標也存在誤差，因此，通過單次測試不能精確計算并存儲用于毫米波雷達校準相位陣列。

發明內容

本發明的目的是在于克服現有技術中存在的不足，提供一種毫米波雷達自動校準方法，通過自動進行多次校準計算，對計算結果進行均值處理，得到毫米波雷達校準相位陣列，并自動更新到毫米波雷達中。

本發明實施例采用的技術方案是：

本發明實施例提出一種毫米波雷達自動校準系統，包括：目標模擬器、上位機、測試轉臺、底座；

上位機分別與目標模擬器和毫米波雷達連接；測試轉臺安裝在底座上，毫米波雷達安裝在測試轉臺上，能夠跟隨測試轉臺一起水平和俯仰轉動；目標模擬器設置在毫米波雷達前方數米處。

進一步地，測試轉臺的水平和俯仰角度經過零位校準。

本發明實施例還提出一種毫米波雷達自動校準方法，適用于如上文所述的毫米波雷達自動校準系統，包括：

根據設計的接收天線間距和波長值計算出接收天線標準相位信息；毫米波雷達實際探測目標進行處理得到一維FFT數據，該一維FFT數據包含接收天線實際相位信息，通過計算實際相位和標準相位的相位差信息，用于校準后的相位信息補償。

進一步地。該方法具體包括以下步驟：

S1.毫米波雷達中的存儲器中預設相位參數矩陣Pa；

S4.通過上位機設置目標模擬器的系統參數；

S5.在上位機中設置模擬目標參數，包括：開始距離Rs、結束距離Rf、速度Vt、校準源角度At、雷達散射截面積RCS；開始模擬，模擬目標以Vt的速度沿著角度At從Rs對應的位置往Rf對應的位置運動；其中設置的模擬目標參數要在毫米波雷達目標探測范圍內；

S6.開始模擬的同時，上位機將模擬目標參數發送給毫米波雷達；

S7.毫米波雷達的處理器，根據n根接收天線間距陣列D=[0,d1,…,dn-1]，波長為λ，校準源角度為At，計算出標準方向陣列AR=exp(-i*2*π*D*sin(At)/λ)，其中i為虛數單位；

S8.根據當前毫米波雷達探測的目標距離值Rt，計算對應在一維FFT數據中的距離維坐標Rc=目標距離值Rt/距離分辨率Rd，其中Rd=光速c/（2*有效帶寬B）；