[发明专利]基于锯齿LFMCW波形体制测速雷达的远距离目标速度修正方法

说明书

本发明涉及一种基于锯齿LFMCW波形体制测速雷达的远距离目标速度修正方法，所述速度修正方法包括：快时间维FFT测量目标距离；慢时间维FFT得到多普勒频移和远距离回波频移；载频修正得到远距离目标的速度值。本发明的修正方法可以根本解决远距离目标以及大调频斜率上线性调频连续波体制雷达慢时间维FFT计算速度时出现的误差，在信号处理中消耗资源较小、易于实现，且可广泛用于相参体制LFMCW雷达中。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于锯齿LFMCW波形体制测速雷达的远距离目标速度修正方法。

背景技术

线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave，LFMCW)雷达具有很高的距离分辨力和测距精度，在低距离盲区方面比脉冲体制雷达具有更加明显的优点。

如下图1所示即为锯齿状LFMCW波形。

LFMCW雷达发射信号模型可表示为：

s₁(t)＝cos(2πf₀t+πμt²)，0≤t≤T_e (1)

式中，μ＝B/T_e，μ为LFM斜率，B为调频带宽，T_e为扫频段时间调频周期；f₀为线性调频脉冲的起始频率(载频)。

假设在距离为R位置有一个点散射体，雷达接收其回波信号为：

s_r(t)＝acos[2πf₀(t-Δτ)+πμ(t-Δτ)²]，0≤t-Δτ≤T_e (2)

式中，a为信号幅值，其与目标雷达散射截面积(RadarCrossSection，RCS)、距离、天线增益有关；Δτ＝2R/c为时延，c为光速。

混频器输入的参考信号为：

s_ref(t)＝cos(2πf_r0+πμt²)，0≤t≤T_e (3)

式中，f_r0为参考信号LFM的起始频率，通常令f_r0＝f₀。

接收信号与参考信号经混频、低通滤波后的复信号模型为：

该信号的瞬时频率为：

上式表明，目标的距离与瞬时频率成正比。所以对接收信号进行采样并对采样序列进行FFT，在频率为f_i的峰值位置对应的目标距离为

实际LFMCW体制雷达在扫频段内做快时间维FFT，频率峰值按照上式(6)计算出目标距离。每个扫频段之间做慢时间维FFT，频率峰值对应目标速度。

然而在采用锯齿LFMCW波形进行测速时，远距离目标引起载频变化，进而会影响到远距离目标的计算结果，因此其不能忽视，需要修正检测后的速度值，以提高计算精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于锯齿LFMCW波形体制测速雷达的远距离目标速度修正方法，用于修正采用锯齿LFMCW波形进行测速时，远距离目标引起载频变化，进而会影响到远距离目标的计算结果的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于锯齿LFMCW波形体制测速雷达的远距离目标速度修正方法，所述速度修正方法包括：