[发明专利]基于微波干涉仪的高精度测船雷达及测速方法

说明书

本发明公开了一种基于微波干涉仪的高精度测船雷达及测速方法，测船雷达包括雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线，所述接受天线的数据输出端与所述射频前端装置的信号输入端连接，所述射频前端装置的信号输出端分别与雷达信号处理器的信号输入端和发射天线的信号输入端连接。本发明主要针对港口、闸口船只测量领域，采用雷达信号处理器、射频前端装置、接受天线和发射天线相组合，对于行驶缓慢的船只拥有更高的测速精度，同时具有测距功能。

技术领域

本发明属于微波毫米波技术领域，具体是一种基于微波干涉仪的高精度测船雷达及测速方法。

背景技术

随着智能交通行业的高速发展，微波测速雷达被广泛应用于测速卡口管理、超速抓拍系统以及移动电子警察等交通智能管控系统中，并逐渐成为智能交通管理系统的核心传感器。

现有的测速雷达多采用点频连续波作为其发射信号，通过分析回波信号的多普勒频率确定车辆的速度。连续波雷达的突出优点是其没有距离盲区、平均功率小；此外，连续波雷达测距原理简单，发射信号所用载波的波长较短，这使得雷达设备的体积小、重量轻。但是点频连续波雷达只能够用来测量目标的速度，无法获得目标的距离信息。通过对连续波雷达发射信号进行频率调制，可获得目标的距离速度信息。常用的调制方法为线性调频，线性调频连续波雷达具有发射功率小、无距离盲区，距离分辨率高等优点。但线性调频连续波在多个运动目标检测上存在一定难度，传统方法利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取，可有效地的抑制固定杂波，对动目标进行检测。但是二维FFT对信号处理数据量大，运算复杂，运算时间长，且存在栅栏效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微波干涉仪的高精度测船雷达及测速方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于微波干涉仪的高精度测船雷达，包括雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线，所述接受天线的数据输出端与所述射频前端装置的信号输入端连接，所述射频前端装置的信号输出端分别与雷达信号处理器的信号输入端和发射天线的信号输入端连接；

所述射频前端装置包括发射单元和接收单元，所述发射单元包括L波段线性调频源、X波段频率源、第一混频器、第一带通滤波器、第一功率放大器、第二功率放大器和功分器，所述接收单元包括低噪声放大器、第二带通滤波器、第二混频器和中放电路；所述第一混频器的第一信号输入端与L波段线性调频源的信号输出端连接，第一混频器的第二信号输入端与X波段频率源的信号输出端连接，第一混频器的信号输出端与第一带通滤波器的信号输入端连接，第一带通滤波器的信号输出端与第一功率放大器的信号输入端连接，第一功率放大器的信号输出端与功分器的信号输入端连接，功分器的第一信号输出端与第二功率放大器的信号输入端连接，功分器的第二信号输出端与第二混频器的第一信号输入端连接，第二功率放大器的信号输出端与所述发射天线的信号输入端连接；所述低噪声放大器的信号输入端与接受天线的信号输出端连接，低噪声放大器的信号输出端与第二带通滤波器的信号输入端连接，第二带通滤波器的信号输出端与第二混频器的第二信号输入端连接，第二混频器的信号输出端与中放电路的信号输入端连接，中放电路的信号输出端与所述雷达信号处理器的信号输入端连接。

本发明还提供一种基于微波干涉仪的高精度测船雷达测速方法，包括如下步骤：

步骤1、在每个调频周期内，将接收信号与本振信号通过下混频得到中频信号；

步骤2、对中频信号进行快速傅里叶变换，得到中频信号初始相位；

步骤3、对初始相位进行解缠运算得到连续的相位变化曲线；

步骤4、通过最小二乘法对相位变化曲线进行拟合，得到相位变化率曲线；

步骤5、通过距离与相位的关系式得到距离变化率，确定目标的运动速度。

本发明与现有技术相比，其优点在于：