【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及連續波雷達測速測距，具體涉及一種三角形線性調頻連續波雷達的測速測距方法。
技術介紹
1、按照雷達信號形式分類，主要有脈沖雷達、連續波雷達、脈沖壓縮雷達和頻率捷變雷達等，其中連續波雷達主要有非調制單頻、非調制多頻連續波雷達和調頻連續波(fmcw)雷達。應用最廣泛的調頻連續波雷達是線性調頻連續波(lfmcw)雷達。線性調頻連續波雷達主要有鋸齒形線性調頻連續波雷達和三角形線性調頻連續波雷達。
2、三角形線性調頻連續波發射信號包括頻率上升段的發射信號和頻率下降段的發射信號，現有的測速測距方法需要計算出頻率上升段的發射信號與其回波信號在同一時刻的瞬時頻率差值，以及頻率下降段的發射信號與其回波信號在同一時刻的瞬時頻率差值。目前工程上采用短時傅里葉變換(stft)、小波變換(wt)等算法來計算發射信號及其回波信號的瞬時頻率。根據海森伯格(heisenberg)測不準原理，stft、wt等算法都不可能精確計算出發射信號及其回波信號的瞬時頻率，造成現有的測速測距方法的測速測距精度較低。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種三角形線性調頻連續波雷達的測速測距方法，其采用瞬時頻率相等時的時間差值來計算目標與雷達間的徑向速度和距離，并采用發射信號與其回波信號的互相關函數精確計算出所述時間差值，所述方法能夠有效提高測速測距精度。
2、一種三角形線性調頻連續波雷達的測速測距方法，雷達周期性連續發射等邊三角形線性調頻連續波發射信號，所述等邊三角形線性調頻連續波發射信號包括
3、
4、目標與雷達間的距離的計算公式如下：
5、
6、其中v代表目標與雷達間的徑向速度，r代表目標與雷達間的距離，c代表光速，f1代表頻率上升段的發射信號的最低瞬時頻率以及頻率下降段的發射信號的最低瞬時頻率，f2代表頻率上升段的發射信號的最高瞬時頻率以及頻率下降段的發射信號的最高瞬時頻率，代表頻率上升段的發射信號的頻率斜率，t代表頻率上升段的發射信號的持續時間以及頻率下降段的發射信號的持續時間，δtu代表頻率上升段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值，δtd代表頻率下降段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值。
7、可采用頻率上升段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算δtu值，具體方法如下：
8、用su(t)表示一個發射周期內的頻率上升段的發射信號的副本信號，用ru(t)表示同一個發射周期內的頻率上升段的發射信號的回波信號經接收機放大后的信號，調節接收機放大倍數，使得ru(t)具有一定幅度，優選ru(t)與su(t)具有相同幅度，對su(t)進行等間隔抽樣得到的數字信號用su(n)表示，則對ru(t)進行等間隔抽樣得到的數字信號用ru(n)表示，則其中t代表su(t)、ru(t)的自變量，n代表su(n)、ru(n)的自變量，代表su(t)、ru(t)的抽樣時間間隔，fs代表su(t)、ru(t)的抽樣頻率，fs的取值須滿足以下條件：
9、
10、其中b＝fh-fl，fh取su(t)的最高截止頻率和ru(t)的最高截止頻率中的較大值，fl取su(t)的最低截止頻率和ru(t)的最低截止頻率中的較小值，l代表的整數部分，i代表的小數部分；
11、用xu(m)表示su(n)與ru(n)的互相關函數，m代表xu(m)的自變量，xu(m)采用基于離散傅里葉逆變換(idft)來計算，具體算法如下：
12、
13、其中n代表su(t)、ru(t)的抽樣點數，k代表su[k]、的自變量，代表idft的旋轉因子，n的取值須滿足以下條件：
14、
15、su[k]代表su(n)的離散傅里葉變換(dft)，su[k]的計算公式如下：
16、
17、代表的離散傅里葉變換(dft)，代表ru(n)的共軛信號，上標“*”代表共軛運算，的計算公式如下：
18、
19、其中代表dft的旋轉因子；
20、按照式(13)計算得到的互相關函數xu(m)是一個具有最大峰值的函數，用m表示xu(m)最大峰值對應的m值，則δtu的計算公式如下：
21、δtu＝mts。
22、還可采用頻率上升段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算δtu值，具體方法如下：
23、用su(t)表示一個發射周期內的頻率上升段的發射信號的副本信號，用ru(t)表示同一個發射周期內的頻率上升段的發射信號的回波信號經接收機放大后的信號，調節接收機放大倍數，使得ru(t)具有一定幅度，優選ru(t)與su(t)具有相同幅度，用表示su(t)下變頻得到的基帶信號，則用表示ru(t)下變頻得到的基帶信號，則其中f0代表下變頻的本地正弦波振蕩器的頻率；對進行等間隔抽樣得到的數字信號用表示，則對進行等間隔抽樣得到的數字信號用表示，則其中t代表su(t)、ru(t)、的自變量，n代表的自變量，代表的抽樣時間間隔，的取值須滿足以下條件：
24、
25、其中fm取的最高截止頻率和的最高截止頻率中的較大值；
26、用表示與的互相關函數，m代表的自變量，采用基于離散傅里葉逆變換(idft)來計算，具體算法如下：
27、
28、其中n代表的抽樣點數，k代表的自變量，代表idft的旋轉因子，n的取值須滿足以下條件：
29、
30、代表的離散傅里葉變換(dft)，的計算公式如下：
31、
32、代表的離散傅里葉變換(dft)，代表的共軛信號，上標“*”代表共軛運算，的計算公式如下：
33、
34、其中代表dft的旋轉因子；
35、按照式(14)計算得到的互相關函數是一個具有最大峰值的函數，用表示最大峰值對應的m值，則δtu的計算公式如下：
36、
37、可用頻率下降段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算δtd值，具體方法如下：
38、用sd(t)表示一個發射周期內的頻率下降段的發射信號的副本信號，用rd(t)表示同一個發射周期內的頻率下降段的發射信號的回波信號經接收機放大后的信號，調節接收機放大倍數，使得rd(t)具有一定幅度，優選rd(t)與s本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，雷達周期性發射等邊三角形線性調頻連續波發射信號，所述等邊三角形線性調頻連續波發射信號包括頻率上升段的發射信號和頻率下降段的發射信號，并且控制頻率上升段的發射信號的持續時間與頻率下降段的發射信號的持續時間相等，頻率上升段的發射信號的最低瞬時頻率與頻率下降段的發射信號的最低瞬時頻率相等，頻率上升段的發射信號的最高瞬時頻率與頻率下降段的發射信號的最高瞬時頻率相等；利用頻率上升段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值，以及頻率下降段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值來計算目標與雷達間的徑向速度，具體計算公式如下：
2.根據權利要求1所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率上升段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算Δtu值，具體方法如下：
3.根據權利要求1所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率上升段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算Δtu值，具體方法如下：
4.根據權利要
5.根據權利要求1-3任一項所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率下降段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算Δtd值，具體方法如下：
6.一種三角形線性調頻連續波雷達的測距方法，其特征在于，雷達周期性發射等邊三角形線性調頻連續波發射信號，所述等邊三角形線性調頻連續波發射信號包括頻率上升段的發射信號和頻率下降段的發射信號，并且控制頻率上升段的發射信號的持續時間與頻率下降段的發射信號的持續時間相等，頻率上升段的發射信號的最低瞬時頻率與頻率下降段的發射信號的最低瞬時頻率相等，頻率上升段的發射信號的最高瞬時頻率與頻率下降段的發射信號的最高瞬時頻率相等；利用頻率上升段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值，以及頻率下降段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值來計算目標與雷達間的距離，具體計算公式如下：
7.根據權利要求6所述的三角形線性調頻連續波雷達的測距方法，其特征在于，采用頻率上升段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算Δtu值，具體方法如下：
8.根據權利要求6所述的三角形線性調頻連續波雷達的測距方法，其特征在于，采用頻率上升段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算Δtu值，具體方法如下：
9.根據權利要求6-8任一項所述的三角形線性調頻連續波雷達的測距方法，其特征在于，采用頻率下降段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算Δtd值，具體方法如下：
10.根據權利要求6-8任一項所述的三角形線性調頻連續波雷達的測距方法，其特征在于，采用頻率下降段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算Δtd值，具體方法如下：
...【技術特征摘要】
1.一種三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，雷達周期性發射等邊三角形線性調頻連續波發射信號，所述等邊三角形線性調頻連續波發射信號包括頻率上升段的發射信號和頻率下降段的發射信號，并且控制頻率上升段的發射信號的持續時間與頻率下降段的發射信號的持續時間相等，頻率上升段的發射信號的最低瞬時頻率與頻率下降段的發射信號的最低瞬時頻率相等，頻率上升段的發射信號的最高瞬時頻率與頻率下降段的發射信號的最高瞬時頻率相等；利用頻率上升段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值，以及頻率下降段的發射信號的瞬時頻率與其回波信號的瞬時頻率相等時的時間差值來計算目標與雷達間的徑向速度，具體計算公式如下：
2.根據權利要求1所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率上升段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算δtu值，具體方法如下：
3.根據權利要求1所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率上升段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算δtu值，具體方法如下：
4.根據權利要求1-3任一項所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率下降段的發射信號與其回波信號的互相關函數來計算δtd值，具體方法如下：
5.根據權利要求1-3任一項所述的三角形線性調頻連續波雷達的測速方法，其特征在于，采用頻率下降段的發射信號對應的基帶信號與其回波信號對應的基帶信號的互相關函數來計算δtd值，具體方法如下：
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜永權，
申請(專利權)人：廣東格林精密部件股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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