[发明专利]一种测距方法、装置及其系统

说明书

本发明公开了一种测距方法，该方法通过混频器测距，包括步骤：将同一射频信号功分成两路相同频率不同相位的信号；所述混频器的LO端接收其中一路信号，RF端接收另一路信号在被测距离上的反射信号；根据所述LO端和RF端输入信号的相位差和频率计算所述被测距离。本发明方法利用混频器的器件特性，将信号转换成相位差数据，进行距离测算，精度较高，测量范围广；本发明还提供了测距装置和系统，只需要一对天线(发射天线、接收天线)即可实现高精度测距，对信号形式无特殊要求(连续波、脉冲都可)，利于辅助实现对测量参数的高精度计算。

技术领域

本发明涉及微波测距技术领域，具体而言，为一种测量方法、装置及其系统。

背景技术

激光或微波测距应用越来越广泛，由于其具有测量精度高、反应速度快、定向性好等优点，常应用于军事上微波雷达测距，交通微波雷达测速和测距、航海定位、地形测量等。

根据不同的测量环境和测量领域，测距主要有干涉法、反馈法、脉冲法、相位法四种。

干涉法是利用干涉原理，平行两信号在固定夹角和间距下通过测量相位差换算成距离，想要获得高测量精度，需很大的间距；反馈法是利用反馈原理通过使振荡频率与待测距离相关，测量频率求得距离，高测量精度需高频射频电路来保证；脉冲法是通过测量微波传输时间换算成距离的方法，目前主要应用于雷达和激光领域，精度一般在1米左右。

相位式测距精度较高，常被用在精密测距中，其测距测量精度可达毫米量级，相对误差可达百万分之一。目前测相单元多数对电路要求较高，从而使精确测相变得困难，或者使用的后续信号处理电路复杂，从而造成成本较高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的测距方法，通过混频器实现，并提供了可实施该方法的装置和系统。

为了实现上述目的，本发明提供的一种测距方法，该方法通过混频器测距，包括步骤：

S1.将同一射频信号功分成两路相同频率不同相位的信号；

S2.所述混频器的LO端接收其中一路信号，RF端接收另一路信号在被测距离上的反射信号；

S3.根据所述LO端和RF端输入信号的相位差和频率计算所述被测距离。

进一步的，上述的测距方法中，所述根据所述LO端和RF端输入信号的相位差计算所述被测距离包括：

S31.根据所述输入信号的频率确定该信号波长大小；

S32.根据所述波长与相位差的线性关系，计算所述被测距离。

进一步的，上述的测距方法中，根据所述输入信号的频率确定该信号波长大小；计算公式为：

λ＝c/f；

λ为波长，c为波速，f为频率。

根据所述波长与相位差的线性关系，计算所述被测距离，计算公式为：

L＝λ*φ/360；

L为被测距离，Φ为相位差，单位为°。

360为常数，代表一个完整相位周期，单位为°。

进一步的，上述的测距方法中，在所述根据所述LO端和RF端输入信号的相位差计算所述被测距离之前，还包括步骤：

S4.对测量精度进行分析，以及

S5.根据分析结果，调整信号频率。

进一步的，上述的测距方法中，步骤S4.对测量精度分析包括：

S41.通过模糊算法推算相位误差模糊阈值；