[发明专利]一种驼峰测速雷达的自检方法

说明书

本发明公开了一种驼峰测速雷达的自检方法，所述驼峰测速雷达包括调频微带天线和FPGA主控模块，所述方法利用数字处理、雷达高频扫频技术，通过采用可调频的微带平板天线和大规模FPGA可编逻辑控制器，对雷达发射波进行快速调频，并通过对多普勒信号频谱进行对比分析，让自检调制信号完全通过实际信号相同的回路，实现了对雷达高频部分到信号处理部分所有硬件的检测，确保自检信号是百分之百与实际多普勒雷达信号有相同的信号传输路径，提高其硬件系统自检功能的可靠性，同时自检是完全以与雷达工作信号相同的机制，而非依赖混频管偏压，故避免了环境等对自检可靠性的影响。

技术领域

本发明涉及的是铁路编组站自动控制领域，尤其涉及的是一种驼峰测速雷达及其自检方法。

背景技术

目前，国内外用于铁路驼峰场车辆速度测量的雷达，都属于模拟型测速雷达，处于对高可靠性的需要，雷达在无车辆溜放待测状态时，需通过自检电路，检测雷达高频系统和信号放大电路等相关硬件系统是否正常，并输出固定频率信号告知驼峰编组站自动化控制中心。目前普遍采用的方法是通过检测混频管直流偏压是否正常来探测雷达高频系统的好坏。在混频管工作正常时，其有一定的直流偏压，在此偏压正常时，通过与门电路在模拟信号放大电路前端注入自检信号。完成自检功能。

但由于此自检信号并未实际经过高频系统，高频系统的正常与否完全依赖混频管直流偏压的数值，长期的应用实践表明，此方法存在以下缺陷：

1、混频管直流偏压和器件的温度等特性关系极大，且不能完全反映其接收信号的灵敏度，存在自检可靠性不足的问题。

2、雷达前正面防护板材料及厚度、安装位置对混频管电压有较大影响，会造成高频系统不良的误判。

3、目前自检电路只能应用在单管混频器结构的雷达上，对于性能更好的平衡型混频器雷达，该电路无法应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种驼峰测速雷达的自检方法，以解决现有铁路驼峰测速雷达硬件自检功能中的缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种驼峰测速雷达，包括调频微带天线和FPGA主控模块，其中，调频微带天线的信号输出端通过依次连接的信号放大滤波电路和模数转换电路与FPGA主控模块的调频信号输入端连接，FPGA主控模块的调频信号输出端通过依次连接的数模转换电路和扫频电压控制电路与调频微带天线的信号输入端连接。

本发明还提供了上述驼峰测速雷达的自检方法，包括以下步骤：

步骤S1：在雷达自检阶段，FPGA主控模块连续发出固定频率f_Δ为2000Hz的三角波调制信号，调制信号经过数模转换模块和扫频电压控制模块后，控制雷达前端的调频微带天线进行FMCW模式调制和幅度调制；根据FMCW技术原理，雷达发射波为随时间按三角波规律变化的高频连续波，雷达接收的回波的频率与发射的频率变化规律相同，只是有一个时间差，通过这个时间差可计算出目标的距离；此外，经过幅度调制的解调后，雷达输出的多普勒信号会含有一个类似三角波的基频信号，频率与输入的三角波调制信号频率相同；

步骤S2：计算在采样系列长度为N的情况下，相对运动目标的多普勒频移值f_d：

式中，f_s为采样频率，0≤K≤N-1；

步骤S3：对雷达输出的多普勒信号中的I信号和Q信号进行长度为N的傅立叶变换，记为X_I(K)和X_Q(K)，K＝0,1...N-1；