[发明专利]一种锯齿波线性调频测距系统的噪声调频干扰抑制方法

说明书

本发明公开了一种锯齿波线性调频测距系统的噪声调频干扰抑制方法，差频信号首先通过低通滤波器，然后通过正交变换将低通滤波后的差频信号变为正交的两路信号；通过FRFT算法，滤除噪声调频干扰信号，保留含有距离信息的差频；通过FRFT的逆运算，将信号转换到时域频域，求得距离信息。本发明利用FRFT算法的特点，将宽带调频干扰滤除，而保留包含距离信息的差频信号，解决了调频干扰对锯齿波测距系统的影响，计算量相比于自适应滤波器较小，且耗时较少。

技术领域

本发明涉及线性调频近程探测技术，具体涉及一种线性调频锯齿波的噪声调频干扰抑制方法。

背景技术

线性调频测距体制作为一种常见的测距系统，在性能、功能实现等方面更加完善。其主要过程是利用锯齿波模拟信号驱动射频VCO发射锯齿波线性调频信号，一路经过射频天线发射出去，另一路为本振信号，发射出去的信号遇到目标反射回来的信号与本振信号混频；混频信号经过滤波器得到差频信号；通过求解差频信号的频率得到距离信息。但是若在探测过程中受到干扰，将会影响测距的准确性，因此，提高系统的抗干扰性能非常重要。

董洪亮等人在《基于时域对消的抗噪声调频干扰算法仿真分析》将基于时域对消的噪声调频算法应用到雷达系统中，对噪声调频干扰进行抑制。但是这种方法主要针对雷达系统远距离探测，计算方法较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锯齿波线性调频测距系统的噪声调频干扰抑制方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种锯齿波线性调频测距系统的噪声调频干扰抑制方法，包括以下步骤：

FIR滤波、正交变换：将包含距离信息和干扰信号的差频信号，先通过低通滤波器，再通过正交变换将低通滤波后的差频信号变为正交的两路信号；

FRFT算法：通过FRFT算法，保留含有距离信息的差频信号；

逆FRFT：通过FRFT的逆运算，将差频信号转换到时域频域，求得距离信息。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明从建立线性调频系统回波信号模型出发，经过相关信号预处理运算，运用FRFT算法，最终提取差频信号频率进行测距；该方法在提取距离信息的同时，还能提高测距精度；并在FPGA上进行该方法的信号处理，成功确定提取出目标的距离。

附图说明

图1为本发明的数据处理流程图。

图2为FRFT算法原理图解。

图3(a)和图3(b)为受到噪声调频干扰的差频信号和干扰抑制后的差频信号图。

图4(a)和图4(b)为受到噪声调频干扰的差频信号和干扰抑制后的差频信号的频谱图。

具体实施方式

一种锯齿波线性调频测距系统的噪声调频干扰抑制方法，包括以下步骤：

FIR滤波、正交变换：将包含距离信息和干扰信号的差频信号，先通过低通滤波器，再通过正交变换将低通滤波后的差频信号变为正交的两路信号；

FRFT算法：FRFT是FFT的分数域形式，通过FRFT算法，滤除噪声调频干扰信号，保留含有距离信息的差频信号；

逆FRFT：通过FRFT的逆运算，将差频信号转换到时域频域，求得距离信息。

利用锯齿波的回波信号与本振信号混频之后再滤波，得到差频信号，根据差频和距离的关系式，得出：

其中，R为系统与目标的距离，T_M为线性调频周期，c为光速，ΔF_M为系统频率偏移，f_i为差频频率。