[发明专利]高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法

权利要求书

1.一种高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法，其特征在于包括如下步骤：

在实际的回波信号处理中，采用模拟数字转换器ADC对目标差拍信号进行采样，获得原始ADC采样数据；然后将已经完成模数转换的目标差拍信号送入四个并行的时间域抽取模块，其中，第1～3时间域抽取模块在时间域内对回波数据进行抽取；然后将分别获得的数据率为1/8、1/4、1/2的数字差拍信号和对应的采样率为Fs/8、Fs/4、Fs/2的数据，分别送入对应上述时间域抽取模块的数据补零模块中进行时域补零填充，得到4组Ns个样本点的离散数据，其中，数据补零模块1对Ns/8个样本点进行补零，将数据长度提高到Ns点，DFT模块1对数据补零模块1的输出数据进行傅里叶变化得到得到频率数据A；时域抽取模块2对离散数据Z进行1/4抽取后，得到Ns/4个样本点；数据补零模块2对Ns/4个样本点进行补零，将数据长度提高到Ns点，DFT模块2对数据补零模块2的输出数据进行傅里叶变化得到得到频率数据B；时域抽取模块3对离散数据Z进行1/2抽取后，得到Ns/2个样本点；数据补零模块3对Ns/2个样本点进行补零，将数据长度提高到Ns点，DFT模块3对数据补零模块3的输出数据进行傅里叶变化得到得到频率数据C；时域抽取模块4对离散数据Z进行1/1抽取后，得到Ns个样本点；DFT模块4对Ns个样本点进行傅里叶变化得到得到频率数据D；三路长度为Ns个样本点的离散信号与第四路上的时间域抽取模块4直接获取的Ns点数据离散信号进行离散傅立叶变换DFT，DFT的组合变换式进行一次次的分解，使其成为若干小点数；三路时间域抽取模块和第四路时间域抽取模块得到长度为Ns个样本点的时域信号；上述四路时间域抽取模块通过各自对应的DFT模块进行离散傅立叶变换，得到长度为Ns个样本点的离散频域信号，四个DFT模块将离散频域信号共端送入数据截取与拼接模块进行频域数据的拼接运算，将基于数学插值运算结果直接通过距离测量值获取模块，获得FMCW雷达距离测量值。

2.如权利要求1所述的高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法，其特征在于：4组Ns点数据离散信号通过DFT模块变换得到四组数据频域采样间隔分别为的离散频域信号，其中，Fs为采样率，Ns为样本点数。

3.如权利要求1所述的高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法，其特征在于：在目标相对FMCW雷达由远及近的运动过程中，四个并行的时间域抽取模块将FMCW雷达的探测范围分为远、中、近、超近段四个距离段，当目标在远距离段内，距离被粗略提取；当目标位于近距离段内，4组数据补零模块通过对应的4组DFT模块将提高FFT的点数送入数据截取与拼接模块进行频域间的反交错，在频域内进行插值和数学插值运算，获取精度逐渐提高的距离测量值。

4.如权利要求1所述的高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法，其特征在于：根据奈奎斯特定律设定接收系统ADC的采样率Fs≥2*(Fbmax+Fdmax)；ADC根据已设定的采样频率Fs完成一个调制周期T的模数转换，得到Ns＝Fs*T个回波样本点，得到离散数据Z，其中，Fbmax、Fdmax是根据设定的最大探测距离Rmax和探测速度Vmax，计算出相应的距离频率Fbmax和多普勒Fdmax。

5.如权利要求1所述的高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法，其特征在于：时域抽取模块1对离散数据Z进行1/8抽取后，得到Ns/8个样本点。

6.如权利要求1所述的高精度获取FMCW雷达距离测量值的方法，其特征在于：数据截取与拼接模块分别截取A(Ns/4:Ns/2)、B(Ns/4:Ns/2)、C(Ns/4:Ns/2)、(Ns/4:Ns/2)，拼接成新的数据Y＝[A(Ns/4:Ns/2)，B(Ns/4:Ns/2)C(Ns/4:Ns/2)D(Ns/4:Ns/2)]。