[发明专利]基于干涉原理的汽车防撞雷达高精度测角方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于干涉原理的汽车防撞雷达高精度测角方法，属于雷达通信和汽车电子技术领域。

背景技术

汽车主动防撞雷达的研究日趋深入，当前对汽车前方目标相对雷达的方向角度的测量多依靠多通道接收机幅度的差异来实现，采用多通道比幅测角的方法在雷达实现上设备简单，易于实现，但是比幅测角存在角度测量精度低，并且由于信号的幅度在目标运动过程中变化较大，使得角度测量的稳定度不够，影响了对汽车前方目标角度的测量以及目标所处车道位置的判别。本发明将多通道相位特性应用到目标方位角度测量方面，通过干涉仪原理对多通道接收信号相位差进行测量，实现对目标方位角度的测量，具有较好的测量精度和测量稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了提高汽车主动防撞雷达的目标角度测量精度，提高雷达的引导能力，解决方向角测量模糊问题，提出一种基于干涉原理的汽车防撞雷达高精度角度测量方法，利用任意两路信号沿相同路径传输到达目标形成干涉中的波程差和相位差，得到高精度的目标方向角度值。

本发明的汽车防撞雷达的高精度测角基于长基线/短波长以及互质波长的干涉原理：

假设目标方位角度的真实值为β，β属于汽车防撞雷达的前视覆盖角度范围中。对应的两个接收机接收信号相位差为φ，因此有

φ=2πλdsinβ]]>

但是由于基线长度较长，两接收机接收到的信号间相位差φ的测量存在多值性，即当值大于2π的时候，观测值为φ对2π取余数，所以，对于观测值φ′有

φ′+2Nπ=2πλdsinβ]]>

其中，N为整数，φ′和φ分别为观测信号的观测值和真实值。可以通过改变雷达发射频率也就是雷达工作波长，实现多个方程求解，来解算N的取值。从而得到正确的方向角度值β。

本发明的具体步骤如下：

步骤一、采用一组或多组雷达收发装置，其中每组收发装置包括单雷达发射机、双相干接收机。为实现对多组接收机进行相位差的解算处理，首先由各个雷达发射机为本组接收机提供共源同相等幅的本振信号。

上述多组双相干接收机采用相同部件构成，以确保多组接收信道接收的信号传输的相位一致性。其中每部接收机包括接收天线、低噪声放大器、混频器、视频放大器、滤波器及发射机本振信号输入模块。

步骤二、雷达发射机发射信号。

步骤三、每组接收机的相应天线接收同一回波成为干涉信号。接收到的目标反射电磁波近似为平面波，由于每组当中不同接收机接收目标反射电磁波存在波程差，从而导致生成对应相位差。

步骤四、每组接收机对步骤三产生的相位差进行相位差鉴别处理，并将处理结果输出至数字相位处理模块。

具体的相位差φ_i鉴别方法为：

任意一组接收机天线间的距离设为d_i(即干涉基线长度，i＝1，2，...，n，n为雷达收发装置的组数)，其对应的目标反射回的电磁波信号波程差为ΔR_i、信道间相位差为φ_i，当远区目标偏离本汽车中心位置角度为β_i(β_i属于汽车防撞雷达的前视覆盖角度范围)时，此组接收机信道波程差ΔR_i和相位差φ_i关系如下：