[发明专利]一种利用LFMCW雷达的频率调制信号来对多目标进行测距测速的方法

说明书

本发明公开了一种利用LFMCW雷达的频率调制信号来对多目标进行测距测速的方法，对现有的三角形调频LFMCW雷达调频信号，增加一个长度为T_m2的调制周期，该调制周期包括2个长度均为T_m2/2且频率分别为f_s1和f_s2的单频信号；对该两个单频信号回波FFT变换后求解出|f_d|，再根据两个单频信号回波频谱主瓣峰值点的相位差求解目标距离R和f_R,从而得到|f_R±f_d|的结果；将该结果与T_m1调制周期内回波FFT变换后的结果进行匹配，确定出运动目标的回波频谱分量；余下的T_m1调制周期内回波频谱分量主瓣对应的都是|f_R|，在正斜率区间直接得到静止目标对应的f_R，从而得到静止目标的距离R。本发明简化单通道下变频LFMCW雷达的多目标距离的求解过程，同时改善运动目标距离的测量精度。

技术领域

本发明属于雷达系统技术领域，具体涉及一种利用LFMCW雷达的频率调制信号来对多目标进行测距测速的方法。

背景技术

LFMCW(线性调频连续波)雷达产生和处理宽带信号，可以获得很高的距离测量精度，且不会引入模糊距离，因而常被应用到目标距离测量中。LFMCW雷达发射信号的频率随着时间线性变化，一般按照三角形或锯齿形规律变化。接收到的目标回波信号与本振信号直接进行混频，由于频率调制规律为线性规律，接收信号与发射信号之间的时间差会带来频率差异，因而混频后所得的差拍信号将是频率与目标距离线性有关的信号，则可以利用差拍信号的频率对目标进行测距。

由于运动目标回波信号频率耦合了多普勒频移，使得仅用单斜率段信号无法准确测得目标的距离，此时常利用三角形调制负斜率段所得的差拍信号，与正斜率段所得差拍信号联合求解，来解出目标距离以及速度。而在采用单通道下变频的LFMCW雷达中，正负频率信息是模糊的，如果对多目标进行测量，仅靠正负斜率段进行距离速度的测量会引入复杂的频谱匹配和解耦合计算问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种利用LFMCW雷达的频率调制信号来对多目标进行测距测速的方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种利用LFMCW雷达的频率调制信号来对多目标进行测距测速的方法，包括步骤：

S1、对频率调制周期均分为正斜率区间和负斜率区间，频率为f_m1,调制周期为T_m1的单通道下变频结构的三角形调频LFMCW雷达调频信号，在每相邻的2个调制周期T_m1之间增加一个长度为T_m2的调制周期形成新的频率调制组合信号，该调制周期包括2个长度均为T_m2/2且频率分别为f_s1和f_s2的单频信号，这两个单频信号的频率间隔为Δf；

S2、对该两个单频信号回波FFT变换后求解出|f_d|，再根据两个单频信号回波频谱主瓣峰值点的相位差求解目标距离R，然后得到运动目标的f_R,从而得到|f_R±f_d|的结果；

S3、将S2得到的结果与T_m1调制周期内回波FFT变换后的结果进行匹配，然后确定运动目标的回波频谱分量；

S4、余下的T_m1调制周期内回波频谱分量主瓣对应的都是|f_R|，在正斜率区间直接得到静止目标对应的f_R，从而得到静止目标的距离R。

具体地，所述新的频率调制组合信号如式(2)：