[发明专利]一种利用LFM技术的高分辨力远距离超声波雷达

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波雷达，具体涉及一种利用LFM（线性调频）技术的高分辨力远距离超声波雷达。

背景技术

超声波具有方向性好、穿透能力强、易于获得集中的声能等特点，在汽车、航海、宇航、石油化工、医学、生物科学等领域有着广泛的应用，其中超声波测距就是一个主要应用方向。超声波测距的原理是超声波发射器发射超声波脉冲，发射的超声波脉冲遇到障碍物时产生反射后被超声波接收器接收，通过超声波脉冲的发射/接收时间差和声速的关系来计算距离。因此，传统超声波测距技术受制于脉冲宽度和作用距离的矛盾，即高分辨力测距要求脉冲宽度非常窄，而非常窄的脉冲信号就无法提高信号的平均功率，从而导致传统超声波测距技术分辨力和作用距离受限。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明提供一种利用LFM（线性调频）技术的超声波雷达，彻底改善传统超声波测距的距离分辨力和作用距离。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：超声波信号发生器产生的一串LFM超声波信号经处于发送状态的转换开关传送到超声波发射接收头，超声波发射接收头将超声波信号向目标方向发射，该信号发射完毕转换开关就转换成接收状态。发射的LFM超声波信号遇到障碍物时产生反射，被超声波发射接收头接收经转换开关传送到超声波信号处理机进行处理，超声波信号处理机采用匹配滤波压缩技术处理被反射回来的超声波，获得很高的增益和距离分辨力，通过IO接口（输入输出接口）输出处理的结果。

本发明的有益效果是：

1.     本发明使用线性调频超声波信号作为探测信号，持续时间远远大于脉冲信号，可以极大地提高平均发射功率，从而极大地增加有效作用距离。

2.     超声波信号处理机对反射回来的超声波信号进行处理时采用匹配滤波压缩技术，可以获得很高的距离分辨力。

附图说明

图1是利用LFM技术的高分辨力远距离超声波雷达的结构图。

图中，1、超声波信号发生器；2、转换开关；3、超声波发射接收头；4、线性调频超声波信号；5、障碍物；6、被反射的超声波；7、超声波信号处理机；8、输入输出接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在图1中，超声波信号发生器（1）产生一串LFM超声波信号经处于发送状态的转换开关（2）传送到超声波发射接收头（3），超声波发射接收头（3）将该LFM超声波信号（4）向空中发射，该信号发射完毕转换开关（2）就转换成接收状态，当超声波信号遇到障碍物（5）时发生反射，产生的反射超声波（6）由超声波发射接收头（3）接收，经转换开关（2）传送到超声波信号处理机（7）进行处理，超声波信号处理机采用匹配滤波压缩技术处理被反射回来的超声波，获得很高的增益和距离分辨力，通过输入输出接口（8）输出处理的结果。