[发明专利]基于雷达天线阵元的微动目标运动参数检测方法

说明书

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及基于雷达天线阵元的微动目标运动参数检测方法，包括：获取目标雷达各个天线阵元的差拍信号；滤除差拍信号中的静止杂波信号得到对应的滤波差拍信号；然后根据滤波差拍信号建立对应的自回归模型；最后根据自回归模型计算对应滤波差拍信号时域延拓后的时域延拓信号；将各个天线阵元对应的时域延拓信号进行累加，再通过峰值检测法计算各个微动目标对应的距离信息；根据各个微动目标的距离信息结合MUSIC算法计算各个微动目标对应的角度信息。本发明中的微动目标运动参数检测方法在天线阵元个数有限的情况下能够有效提升微动目标距离和角度分辨率，从而能够兼顾微动目标运动参数的检测精度和检测成本。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及基于雷达天线阵元的微动目标运动参数检测方法。

背景技术

随着雷达探测技术的不断发展和现代信号处理水平的提高，雷达传感器在我们生活中的应用越来越广泛，在自动驾驶、人机交互、智能电器等方面发挥着重要作用，同时，对雷达检测精度的要求也越来越高。其中，对于空间中微动目标的运动参数(状态)检测与跟踪是现代雷达面临的难点问题之一。微动目标的运动参数可以通过空间中不同时刻的位置信息来确定，其位置信息主要由微动目标的距离信息和角度信息确定。

传统的连续波雷达微动目标识别在可测区域中存在多个微动目标时，反射信号中会混叠多个多普勒信息，进而无法准确区分多个微动目标，因此，现有技术中采用FMCW(调频连续波)雷达来实现多个微动目标的运动参数检测。FMCW雷达通过获取微动目标反射信号与发射信号之间的差拍信号，通过2D-FFT变换，得到微动目标的距离-多普勒信息，进而能够对多个微动目标进行识别区分。例如，公开号为CN108594213A的中国专利就公开了《一种FMCW雷达测距电路》，其包括MCU和FMCW雷达测距模块，MCU用于产生第一信号；FMCW雷达测距模块用于根据第一信号产生并发送雷达测距信号以及接收雷达波反馈信号并进行信号处理产生第二信号发送给MCU；MCU用于根据第一信号和第二信号获得运动目标的距离和速度。

上述现有方案中的FMCW雷达测距电路能够提升微动目标的距离检测精度。申请人在实际研究中发现，微动目标具有以下特点：1)运动幅度小，需要雷达具有较高的距离分辨率；

2)运动速度慢，需要雷达具有较高的速度分辨率；3)在连续时刻的状态不易区分，不利于对微动目标运动参数的估计。因此，需要准确获取微动目标回波到达角的变化，进而利用三维参数域来确定空间中微动目标的运动参数，因此微动目标的距离信息和角度信息的检测尤为重要。FMCW雷达系统主要利用天线阵元实现角度测量，并且角度分辨率与天线阵元个数成正比，所以，为了提高角度分辨率，需要增加天线的个数。然而，对于天线阵元而言，增加天线会相应地提高硬件成本且增大设备的体积，导致微动目标的检测成本增加。因此，如何设计一种能够在天线阵元个数有限的情况下有效提升微动目标距离和角度分辨率的微动目标运动参数检测方法是急需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够在天线阵元个数有限的情况下有效提升微动目标距离和角度分辨率的微动目标运动参数检测方法，从而能够兼顾微动目标运动参数的检测精度和检测成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

基于雷达天线阵元的微动目标运动参数检测方法，包括以下步骤：

S1：获取目标雷达各个天线阵元的差拍信号；

S2：滤除所述差拍信号中的静止杂波信号得到对应的滤波差拍信号；然后根据所述滤波差拍信号建立对应的自回归模型；最后根据所述自回归模型计算对应滤波差拍信号时域延拓后的时域延拓信号；

S3：将各个天线阵元对应的时域延拓信号进行累加，再通过峰值检测法计算各个微动目标对应的距离信息；

S4：根据各个微动目标的距离信息结合MUSIC算法计算各个微动目标对应的角度信息。