[发明专利]基于复合调频连续波的毫米波近程目标探测方法

说明书

本发明公开一种基于复合调频连续波的毫米波近程目标探测方法，效率高、实时性好。其包括：(10)毫米波雷达信号发射：构建四段目标波形的调频连续波，作为毫米波雷达发射信号进行发射；(20)回波信号混频滤波：将回波信号和发射信号进行混频、采样、滤波；(30)差频信号频谱峰值检测：对离散信号进行快速傅氏变换、峰值检测，通过峰值搜索得到各段目标波形所对应的回波差频信号峰值频率；(40)复合波形目标探测：综合各段目标波形所对应的回波差频信号峰值频率，得到组合目标距离速度矩阵、速度矩阵和距离矩阵；剔除组合目标距离速度矩阵中的虚假目标；剔除组合目标距离速度矩阵中的虚假目标；得到真实目标的距离、速度信息。

技术领域

本发明属于目标探测领域，特别是一种基于复合调频连续波的毫米波近程目标探测方法。

背景技术

毫米波近程目标探测是基于毫米波近感技术，实现对几十厘米到几公里范围内目标距离和速度信息的探测。由于毫米波雷达空间分辨率高、抗干扰能力强、距离分辨率高、穿透能力强和发射功率低，被广泛应用于毫米波近程目标探测领域，例如炮火寻的、引信、目标探测与跟踪等军事领域，智能安防、汽车防撞与自动控制等民用领域。

毫米波雷达主要分为脉冲体制雷达和连续波体制雷达，其中连续波体制雷达中的调频连续波雷达具备如下优点：(1)具有很高的调频带宽，可以通过提高带宽来提升距离分辨率；(2)无距离盲区；(3)大时宽带宽积；(4)发射信号波束窄，方向性好。以上优点使得调频连续波适用于毫米波近程探测系统。

调频连续波按照调制波形划分，可以分为三角波、恒定频率连续波等。三角波调频连续波雷达测距测速原理是利用对称上、下扫频段，将得到的上、下扫频段的回波差频信号峰值频率两配对从而实现距离和速度的解耦，多目标场景下会由于上、下扫频段具有多个峰值频谱，错误配对会产生虚假目标，而恒定调频连续波雷达可以得到目标的速度信息。恒定频率连续波利用目标移动产生的多普勒频移，得到运动目标的速度信息。

为了解决三角波调频连续波雷达在多目标探测场景下会产生虚假目标的问题，梯形波调频连续波雷达结合了三角波调频连续波和恒定频率连续波的特点，利用三角波段获得组合目标，利用恒频段得到的多目标径向速度信息，在速度维剔除虚假目标，但是部分场景下无法剔除全部虚假目标。

考虑到上述体制雷达在部分场景下无法剔除全部虚假目标的问题，目前主流算法是发射两段具备不同上、下扫频段调频斜率的三角波，利用真实目标的距离速度信息不会随着上、下扫频段的调频斜率的变化而改变的特点来去除虚假目标。该算法可有效剔除全部虚假目标，但是假设存在N个目标，则要进行2*N⁴次距离维和速度维的容差比较，故该算法有复杂度高，实时性差的缺点。

因此，现有技术存在的问题是：基于变周期三角波调频连续波的毫米波近程目标探测方法由于算法复杂度高，导致实时性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于复合调频连续波的毫米波近程目标探测方法，效率高、实时性好，节省系统硬件空间。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于复合调频连续波的毫米波近程目标探测方法，包括如下步骤：

(10)毫米波雷达信号发射：构建四段目标波形的调频连续波；将所述调频连续波作为毫米波雷达发射信号进行发射；

(20)回波信号混频滤波：将接收的回波信号和发射信号进行混频，得到回波差频信号，对所述差频信号进行采样，对采样得到的离散信号进行滤波；

(30)差频信号频谱峰值检测：对滤波后的离散信号进行快速傅氏变换，得到回波差频信号的频谱信息，采用恒虚警算法进行峰值检测，通过峰值搜索得到各段目标波形所对应的回波差频信号峰值频率；