[發明專利]一種寬量程的線性調頻連續波雷達測角方法

有效

• 申請號: 202110571728.X
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113341390B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 陳祝明;段淇藝;費秋華;蔡三江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于雷達測角領域，具體提供一種寬量程的線性調頻連續波雷達測角方法，用以解決現有的基于調頻連續波的相位法測角中存在的測角精度和測角范圍對天線間隔的要求互相矛盾的問題。本發明通過差頻掃頻法解算相位模糊周期，在保證高精度測角、不布設更多天線、不犧牲實時性的前提下，有效解決相位法測角中的相位模糊問題，實現測角量程擴展(寬量程)的目的；并且，本發明對雷達系統的硬件要求簡單：最少只需要兩個接收天線、硬件成本低，并且在實現測角功能時只需要發射一次波形即可完成擴展量程角度測量、實時性高。

技術領域

本發明屬于雷達測角領域，具體涉及一種寬量程的線性調頻連續波雷達測角方法。

背景技術

線性調頻連續波(LFMCW)即頻率隨著時間線性變化的等幅連續波，將目標回波信號與發射本振信號混頻、濾波處理，得到的差拍基帶信號中包含目標的距離、速度和角度信息，可以通過差拍基帶信號特征對目標進行測距、測速和測角處理。

雷達測角的主要任務是探測目標所處的空間位置，隨著人們對雷達測角領域的不斷深入認識，目標角度的跟蹤在該領域得到了廣泛的應用和發展。目前，已經存在大量的角度測量算法來實現目標角度的精準測量，其中，相位法測角是雷達測角的經典方法，即利用多個天線所接收回波信號之間的相位差進行測角；然而，相位法測角在測角精度和測角范圍上相互制約：增加測角天線的間距可以提高測角精度，但會引入相位多值性模糊問題，導致測角范圍縮小，需要布設更多的天線或分時發射不同頻率的波形來解相位模糊；減小測角天線的間距可以增加測角的量程范圍，但又會降低測角的精度。

目前尚未有一種雷達測角方法能夠在不布設更多天線或不犧牲實時性的前提下解決測角精度和測角范圍上的矛盾。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的基于調頻連續波的相位法測角中存在的測角精度和測角范圍對天線間隔的要求互相矛盾的問題，提供一種寬量程的線性調頻連續波雷達測角方法；本發明在保證高精度測角、不布設更多天線、不犧牲實時性的前提下，有效解決相位法測角中的相位模糊問題，實現測角量程擴展(寬量程)的目的。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種寬量程的線性調頻連續波雷達測角方法，包括以下步驟：

步驟1.根據雷達系統中的差拍數字信號Bs₁與差拍數字信號Bs₂；從差拍數字信號Bs₁的第N₁和N₂個點處開始截取長度為N₀的兩個信號：信號Bs₂₁和信號Bs₂₂；從差拍數字信號Bs₂的第N₁和N₂個點處開始截取長度為N₀的兩個信號：信號Bs₂₁和信號Bs₂₂；

其中，INT[·]表示取整運算，N為采樣點數，f₀為發射信號的初始頻率，B為發射信號的帶寬；f₁、f₂分別為截取信號的初始頻率，B₀為截取信號帶寬，f₂＞f₁≥f₀、且f₂+B₀≤f₀+B，d為接收天線的間距，c為光速；

步驟2.對信號Bs₁₁進行FFT得到差拍信號頻譜，并對差拍信號頻譜進行譜峰搜索處理，計算得到差拍信號頻譜的譜峰N_fmax處的相位值φ₁₁；

對信號Bs₁₂、信號Bs₂₁和信號Bs₂₂進行相同處理，分別計算得到相位值φ₁₂、φ₂₁和φ₂₂；