[发明专利]一种基于FFT-CZT的雷达测距方法

说明书

本发明公开了一种基于FFT‑CZT的雷达测距方法，基于FFT‑CZT相结合进行频率细化处理，包括：复信号输入；2048点FFT处理；将得到的初始频率细化值进行1024点窗处理；初始频率左右各取固定值进行CZT处理；获得细化的频率值。本发明的雷达测距方法基于FFT—CZT相结合的算法进行频率细化处理，FFT算法更适用于目标频率的粗测，CZT算法更适用于目标频率的精测，两者结合能兼备处理速度和处理精度，对连续的目标距离进行高精度测量。

技术领域

本发明属于雷达通信技术领域，特别是涉及到一种基于FFT-CZT的雷达测距方法。

背景技术

在雷达测距领域中，频率细化是70年代发展起来的一种新技术，其主要目的是识别谱图上的细微结构。从通常的FFT分析方法中已经知道，在频谱图上的有效频率分布范围是从0Hz到那奎斯特频率f_N为止，而谱线间隔(f_s/N)决定了频率分辨能力，N表示数据点数，f_s表示采样频率，且f_N＝f_s/2。因此，要获得较高的分辨率可从下面两个方面进行，第一方面：降低采样频率，谱线间隔减小，但这样会降低那奎斯特频率，从而导致频率分析范围小；第二方面：提高FFT计算长度N值，但这样要求较大的内存和降低运算速度。在内存和FFT计算长度N有限制的情况下，既要不降低频率分析范围，而又要增加频率分辨率是矛盾的，为此出现了基于不同原理的各种选频细化分析方法。典型的频谱细化分析方法有频率插值法、全相位FFT法、ZoomFFT法、CZT法等。

其中，频率插值法提高频率分辨率精度有限；全相位FFT法适用于相隔较大的多频率成分离散频谱；ZoomFFT法是通过复调制和低通抽取采样实现的，适用于细化倍数较低的场合；CZT法能充分利用所采集的数字信号，在折叠频率内任何窗口都能以任意选定的频率分辨率进行频谱细化分析，但基于CZT的频谱细化方法适用于采样点数固定，细化倍数和选频范围可调的应用场合。

发明内容

本发明提出一种基于FFT-CZT的雷达测距方法，采用FFT-CZT相结合的算法进行频率细化处理，以便得到高精度的距离。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于FFT-CZT的雷达测距方法，基于FFT—CZT相结合进行频率细化处理，包括：

S1、复信号输入；

S2、2048点FFT处理；

S3、将步骤S2得到的初始频率细化值进行1024点窗处理；

S4、初始频率左右各取固定值进行CZT处理；

S5、获得细化的频率值。

进一步的，所述步骤S3执行之前判断步骤S2是否得到初始频率细化值，如果否则返回步骤S2。

进一步的，步骤S4中所述固定值为30KHZ。

进一步的，步骤S4中所述CZT处理的方法包括：

使用Z变换公式如下：

其中：f(n)和h(n)为两个L长度的离散序列，

M为要分析的复频谱点数，A和W是任意复数。

进一步的，FFT-CZT的计算过程通过FPGA实现，通过FFT实现快速圆周卷积运算，调用CORDIC算法实现求模运算。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：