[发明专利]一种测距、测速方法及系统

说明书

本发明是关于一种测距方法及系统，产生射频信号和本振信号后，发射射频信号，将接收到的间隔回波信号和本振信号进行混频，输出间隔中频信号，间隔中频信号转换为间隔数字信号，对间隔数字信号进行处理，获得处理后的间隔数字信号的幅度和观测相位，当处理后的间隔数字信号的幅度超过门限值，间隔回波信号为目标间隔回波信号，对接收到的目标间隔回波信号的个数进行计数，根据处理后的间隔数字信号的观测相位和目标间隔回波信号的个数计算获得目标距离。本发明提供的测距方法改进了相位测距方法，简化了运算，避免解算相位模糊度，提高了硬件可行性，同时在波长足够短的条件下距离测量误差较小，可以达到亚毫米级测距精度。

技术领域

本发明涉及测距技术领域，尤其涉及一种测距、测速、测向、成像方法及系统，尤其是基于雷达的测距、测速、测向、成像方法及系统。

背景技术

现有测距方法利用了电磁波沿直线传播，折射和光速不变的特性，电磁波发射位置与目标物的空间距离，具有长距离，大范围，全天候，高精度等多种优点，并且电磁波传播不需要介质，在太空中仍能使用。电磁波测距技术现已广泛应用在目标跟踪，精确制导，地形测绘，导航，交通管制等领域，具有多目标跟踪，动目标显示等特点。

现有的电磁波测距方法一般有以下几种：

一、时延测距法：检测发射信号与目标回波信号的时延Δt确定距离，计算公式为其中R表示目标与电磁波发射位置的距离即目标距离，c表示电磁波传播速度，Δt表示时延时间。

二、相位测距法：根据相位与距离的关系，电磁波中真实相位ψ与目标距离R的关系为其中λ表示电磁波波长；当目标距离大于电磁波波长时，测量到的观测相位是一个在主值区间内的值，即观测相位与真实相位ψ的关系是其中n是相位模糊度，表示往返波程中包含完整波长的数量，由此可得到用相位计算距离的公式为

但是，第一种时延测距法因时延时间Δt不易精确测量，导致测距精度较低，不能准确定位距离；第二种相位测距法虽然测距精度较高，但相位模糊度n需要通过多信号重复频率解模糊得到，精确获得相位模糊度n较为困难，因此为了克服相位模糊的影响，一般使用步进频或跳频技术，硬件实现难度大为增加。步进频受步进幅度和脉宽的限制，不能完全避免模糊问题，而跳频或其他波形设计方案对设计要求，成本的需求都成倍提高。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种测距、测速、测向、成像方法及系统，其可以有效的提高硬件可行性，简化运算，降低数据率，并且测距精度即测量误差仍然可以精确到亚毫米的级别。

本申请提供的第一方面的技术方案是，一种测距方法，所述方法包括：

产生射频信号和本振信号，并发射所述射频信号；

射频信号发射后每隔一定的间隔时间Δt接收若干次的间隔回波信号，并将所述本振信号与间隔回波信号进行混频，输出间隔中频信号；在间隔时间Δt内射频信号所走的距离是距离门宽度ΔR；

将所述间隔中频信号转换为间隔数字信号，对所述间隔数字信号进行处理，获得处理后的间隔数字信号的幅度和观测相位

判断处理后的间隔数字信号的幅度是否超过门限值，若超过则判定接收到的间隔回波信号为目标间隔回波信号，对接收到的所述目标间隔回波信号的个数进行计数，记为距离门个数n_R；

以获得的观测相位距离门宽度ΔR和距离门个数n_R计算得到目标距离R。

优选的，所述射频信号是离散波信号或连续波信号。

优选的，所述射频信号是脉冲信号。

优选的，所述距离门宽度ΔR与射频信号的波长λ成线性关系，即ΔR＝kλ。

优选的，所述k是大于或等于1的自然数。