【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速測(cè)距，具體涉及一種鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速測(cè)距方法。
技術(shù)介紹
1、按照雷達(dá)信號(hào)形式分類，主要有脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、脈沖壓縮雷達(dá)和頻率捷變雷達(dá)等，其中連續(xù)波雷達(dá)主要有非調(diào)制單頻、非調(diào)制多頻連續(xù)波雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波(fmcw)雷達(dá)。應(yīng)用最廣泛的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)是線性調(diào)頻連續(xù)波(lfmcw)雷達(dá)。常用的線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)主要有鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)和三角形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。
2、針對(duì)鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，現(xiàn)有的測(cè)速方法采用回波信號(hào)的多普勒頻移來(lái)計(jì)算目標(biāo)與雷達(dá)間的徑向速度，然而多普勒頻移與發(fā)射信號(hào)的頻率密切相關(guān)，發(fā)射信號(hào)的頻率越高，多普勒頻移越大。鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射信號(hào)是一種帶通信號(hào)，含有豐富的頻率成分，工程上難以精確計(jì)算出每個(gè)頻率成分對(duì)應(yīng)的多普勒頻移，造成現(xiàn)有的測(cè)速方法的測(cè)速精度較低。
3、針對(duì)鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，現(xiàn)有的測(cè)距方法采用回波信號(hào)的延時(shí)量來(lái)計(jì)算目標(biāo)與雷達(dá)間的距離，這就需要計(jì)算出回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率發(fā)生跳變的時(shí)刻，然而計(jì)算瞬時(shí)頻率需要一個(gè)時(shí)間窗口，導(dǎo)致工程上難以精確計(jì)算出回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率發(fā)生跳變的時(shí)刻，造成現(xiàn)有的測(cè)距方法的測(cè)距精度較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速測(cè)距方法，與現(xiàn)有的測(cè)速測(cè)距方法相比，本專利技術(shù)的測(cè)速測(cè)距方法具有更高的測(cè)速測(cè)距精度。
2、一種鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速測(cè)距方法，其具體為：雷達(dá)周期性發(fā)射鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射信號(hào)，利
3、
4、目標(biāo)與雷達(dá)間的距離的計(jì)算公式如下：
5、
6、其中v代表目標(biāo)與雷達(dá)間的徑向速度，r代表目標(biāo)與雷達(dá)間的距離，c代表光速，代表發(fā)射信號(hào)的頻率斜率，f1代表發(fā)射信號(hào)的最低瞬時(shí)頻率，f2代表發(fā)射信號(hào)的最高瞬時(shí)頻率，t代表一個(gè)周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，τ代表發(fā)射信號(hào)及其回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率隨時(shí)間變化的時(shí)間自變量，δf(τ)代表發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在τ時(shí)刻的瞬時(shí)頻率差值，即δf(τ)＝fs(τ)-fr(τ)，fs(τ)代表發(fā)射信號(hào)在τ時(shí)刻的瞬時(shí)頻率，fr(τ)代表回波信號(hào)在τ時(shí)刻的瞬時(shí)頻率，δτ代表發(fā)射信號(hào)的瞬時(shí)頻率與其回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率相等時(shí)的時(shí)間差值，為已知值，δf(τ)、δτ采用下述方法來(lái)計(jì)算。
7、可采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換(dft)來(lái)計(jì)算δf(τ)值，具體方法如下：
8、用t表示發(fā)射信號(hào)及其回波信號(hào)的時(shí)間自變量，用s(t)表示一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的副本信號(hào)，用r(t)表示同一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的回波信號(hào)經(jīng)接收機(jī)放大后的信號(hào)，調(diào)節(jié)接收機(jī)放大倍數(shù)，使得r(t)與s(t)具有相同幅度；用d(t)表示s(t)與r(t)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)，即其中τc代表所述時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間的一半，用d(n)表示對(duì)d(t)進(jìn)行等間隔抽樣得到的數(shù)字信號(hào)，則其中代表s(t)、r(t)的抽樣時(shí)間間隔，fs代表s(t)、r(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s(t)的最高截止頻率和r(t)的最高截止頻率中的較大值，fl取s(t)的最低截止頻率和r(t)的最低截止頻率中的較小值，l代表的整數(shù)部分，i代表的小數(shù)部分；
11、用d[k]表示d(n)離散傅里葉變換(dft)，d[k]的計(jì)算公式如下：
12、
13、其中n代表s(t)、r(t)的抽樣點(diǎn)數(shù)，k代表d[k]的自變量，代表dft的旋轉(zhuǎn)因子，n的取值須滿足以下條件：
14、
15、從式(8)的計(jì)算結(jié)果d[k]可獲得d(t)頻譜；用flc表示d(t)頻譜的最低截止頻率，用fhc表示d(t)頻譜的最高截止頻率；由于d(t)也是一種線性調(diào)頻信號(hào)，則δf(τ)的計(jì)算公式如下：
16、
17、還可采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換(dft)來(lái)計(jì)算δf(τ)值，具體方法如下：
18、用t表示發(fā)射信號(hào)及其回波信號(hào)的時(shí)間自變量，用s(t)表示一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的副本信號(hào)，用r(t)表示同一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的回波信號(hào)經(jīng)接收機(jī)放大后的信號(hào)，調(diào)節(jié)接收機(jī)放大倍數(shù)，使得r(t)與s(t)具有相同幅度；用表示s(t)下變頻得到的基帶信號(hào)，則用表示r(t)下變頻得到的基帶信號(hào)，則其中f0代表下變頻的本地正弦波振蕩器的頻率；用表示與在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)，即其中τc代表以τ為中心的指定時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間的一半，用表示對(duì)進(jìn)行等間隔抽樣得到的數(shù)字信號(hào)，則其中代表的抽樣時(shí)間間隔，的取值須滿足以下條件：
19、
20、其中fm取的最高截止頻率和的最高截止頻率中的較大值；
21、用表示離散傅里葉變換(dft)，的計(jì)算公式如下：
22、
23、其中n代表的抽樣點(diǎn)數(shù)，k代表的自變量，代表dft的旋轉(zhuǎn)因子，n的取值須滿足以下條件：
24、
25、從式(9)的計(jì)算結(jié)果可獲得頻譜；用表示頻譜的最低截止頻率，用表示頻譜的最高截止頻率；由于也是一種線性調(diào)頻信號(hào)，則δf(τ)的計(jì)算公式如下：
26、
27、可采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算δτ值，具體方法如下：
28、用t表示發(fā)射信號(hào)及其回波信號(hào)的時(shí)間自變量，用s(t)表示一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的副本信號(hào)，用r(t)表示同一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)的回波信號(hào)經(jīng)接收機(jī)放大后的信號(hào)，調(diào)節(jié)接收機(jī)放大倍數(shù)，使得r(t)具有一定幅度，優(yōu)選r(t)與s(t)具有相同幅度；用s(n)表示對(duì)s(t)進(jìn)行等間隔抽樣得到的數(shù)字信號(hào)，則用r(n)表示對(duì)r(t)進(jìn)行等間隔抽樣得到的數(shù)字信號(hào)，則其中代表s(t)、r(t)的抽樣時(shí)間間隔，fs代表s(t)、r(t)的抽樣頻率，fs的取值須滿足以下條件：
29、
30、其中b＝fh-fl，fh取s(t)的最高截止頻率和r(t)的最高截止頻率中的較大值，fl取s(t)的最低截止頻率和r(t)的最低截止頻率中的較小值，l代表的整數(shù)部分，i代表的小數(shù)部分；
31、用x(m)表示s(n)與r(n)的互相關(guān)函數(shù)，m代表x(m)的自變量，x(m)采用基于離散傅里葉逆變換(idft)來(lái)計(jì)算，具體算法如下：
32、
33、其中n代表s(t)、r(t)的抽樣點(diǎn)數(shù)，k代表s[k]、rg[k]的自變量本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，雷達(dá)周期性發(fā)射鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射信號(hào)，利用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在同一時(shí)刻的瞬時(shí)頻率差值，以及發(fā)射信號(hào)的瞬時(shí)頻率與其回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率相等時(shí)的時(shí)間差值來(lái)計(jì)算目標(biāo)與雷達(dá)間的徑向速度，具體計(jì)算公式如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算Δf(τ)值，具體方法如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算Δf(τ)值，具體方法如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算Δτ值，具體方法如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)的互
6.一種鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)距方法，其特征在于，雷達(dá)周期性發(fā)射鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射信號(hào)，利用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在同一時(shí)刻的瞬時(shí)頻率差值，以及發(fā)射信號(hào)的瞬時(shí)頻率與其回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率相等時(shí)的時(shí)間差值來(lái)計(jì)算目標(biāo)與雷達(dá)間的距離，具體計(jì)算公式如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)距方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算Δf(τ)值，具體方法如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)距方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算Δf(τ)值，具體方法如下：
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)距方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算Δτ值，具體方法如下：
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)距方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算Δτ值，具體方法如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，雷達(dá)周期性發(fā)射鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射信號(hào)，利用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在同一時(shí)刻的瞬時(shí)頻率差值，以及發(fā)射信號(hào)的瞬時(shí)頻率與其回波信號(hào)的瞬時(shí)頻率相等時(shí)的時(shí)間差值來(lái)計(jì)算目標(biāo)與雷達(dá)間的徑向速度，具體計(jì)算公式如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算δf(τ)值，具體方法如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)在以τ為中心的指定時(shí)間窗口內(nèi)的差值信號(hào)的離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算δf(τ)值，具體方法如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)與其回波信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算δτ值，具體方法如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鋸齒形線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的測(cè)速方法，其特征在于，采用發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)與其回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算δτ值，具體方法如下：
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姜永權(quán)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東格林精密部件股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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