[发明专利]基于三角波线性调频连续波雷达的高速目标测速测距方法

说明书

本发明公开了一种基于三角波线性调频连续波雷达的高速目标测速测距方法，包括以下步骤：采集三角波线性调频连续波雷达测得的目标回波数据，进行FFT处理，得到上下扫频结果；将距离走动产生的频差带入距离和速度的求取公式中，得到修正后的距离和速度方程，进而解算得到距离和速度结果。本发明通过对三角波线性调频连续波雷达测速测距公式的修正，使其在探测高速运动目标时能够得到更加精确的结果。

技术领域

本发明涉及一种测速测距方法，具体涉及一种基于三角波线性调频连续波雷达的高速目标测速测距方法。

背景技术

线性调频连续波(LFMCW)雷达是一种通过对连续波进行频率调制来获得距离和速度信息的雷达体制，由于其具有无距离盲区、高距离分辨率、低发射功率、结构简单等优点，近年来受到人们的广泛关注。其理论、关键技术得到迅速发展，应用领域也越来越广泛。连续波雷达主要用于多普勒导航、测速、测高、近炸引信、导弹制导、目标搜索跟踪和识别、目标指示、战场监视，以及隐身飞机的形体研究等方面。其中三角波线性调频连续波雷达较为普遍。

三角波线性调频连续波雷达是利用差拍频率来对固定目标进行检测，具有独特的优势。例如在信号调制过程中，如果采用锯齿波进行调制，由于锯齿波有一跳变，在整个系统中产生很强的调制周期信号，影响系统的灵敏度。而改用三角波进行调制，由于突变小使得系统中调制周期信号大大减弱，提高了系统性能。另外结合信号处理算法，三角波调制通过对上/下扫频段的差频信号分别进行处理并对目标上/下扫频段的差拍频谱进行配对处理，可消除距离速度耦合，实现多目标环境中运动目标的检测与参数估计。

三角波线性调频连续波信号，即发射频率按周期性三角波的规律变化。设f_t是发射机的高频发射频率，f_r为从目标反射回来的回波频率，它和发射频率的变化规律相同，但在时间上滞后t_r，t_r＝2R/c。发射频率的最大频偏为F_m＝2Δf，f_b为发射和接收信号间的差拍频率，则f_b＝f_t-f_r。在调频的上升段df/dt为正值，下降段df/dt为负值。对于一定距离R的目标回波，除去在t轴上很小一部分2R/c以外其他时间差频是不变的。若测得一个周期内的平均差频值便可求出目标距离R。当反射回波来自运动目标，其距离为R而径向速度为v时，多普勒频率为f_d，得到调制前后半周正负斜率下的差频分别为f_b+和f_b-，进而可求出目标距离和目标的径向速度。

对于三角波线性调频连续波雷达信号在一个扫频周期T_m内，上扫频f_up＝f_r1+f_d；下扫频f_down＝f_r2-f_d，在实际应用中常取f_r1≈f_r2。但在探测高速运动目标时，由于目标运动速度高，ΔR＝v*T_m/2数值较大，大于一个距离分辨单元，此时这一段产生的频差为Δf_R，满足fr2＝fr1+Δf_R。现有技术并未考虑这一频差，从而导致测速测距精度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三角波线性调频连续波雷达的高速目标测速测距方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于三角波线性调频连续波雷达的高速目标测速测距方法，包括以下步骤：

步骤1、采集三角波线性调频连续波雷达测得的目标回波数据，进行FFT处理，得到上下扫频结果；

步骤2、将距离走动产生的频差带入距离和速度的求取公式中，得到修正后的距离和速度方程，进而解算得到距离和速度结果。