[发明专利]一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法

说明书

本发明公开了一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法，该装置包括雷达配置模块、存储模块、信号参数集合构造模块、GNSS模块、指向判断模块、信号参数选取模块、变参雷达前端、滤波模块、采样模块、干扰消除模块、信号处理模块和控制模块。该方法为：构建两个频率变化率符号相反的信号参数集合，通过计算起始频率序号、频率变化率序号、根据雷达指向选取频率变化率符号得到信号参数，产生雷达信号并发射，接收反射信号并得到中频信号，对中频信号滤波得到数字信号并进行干扰消减。该装置和方法使得雷达间干扰信号的中频分量容易被识别并消减，即使在频率资源有限、多个雷达同时工作的情况下，每个雷达仍能保持较高的性能。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法。

背景技术

雷达技术在交通和安防领域，如：车载雷达、交通检测、周界安防、人机监控和反制等获得广泛应用，而且相当部分雷达都采用FMCW技术。这些雷达采用宽带信号，频率多在24-24.25GHz、60-64GHz、76-77GHz或77-81GHz内，特别是同一种应用的雷达多使用同一频段的频率，因此，随着雷达数量的增多，雷达间的干扰越来越严重。

雷达收到的其它雷达的干扰信号可以分为两种，一种是物体对其它雷达信号的反射信号，另一种是其它雷达的直射信号，如：相向而行两辆汽车前置雷达间的干扰。相比反射信号，其它雷达的直射信号往往强度更高，严重影响雷达正常工作。

雷达间的干扰会增加虚警率和假目标、影响真实目标检测，甚至导致雷达无法正常工作。为了解决这个问题，目前的系统和研究主要从两个方向来改进：一是改善信号处理技术，二是选取不同频率与波形的组合。然而，前者并不能真正避免这一问题，后者由于实际的频率与波形的组合有限，也很难获得满意的效果。

发明内容

针对上述雷达间干扰，尤其是其他雷达直射信号干扰正常反射信号的问题，本发明提供一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法。一种随机参数的FMCW信号生成与处理方法，包括以下步骤：

步骤1，构建两个频率变化率符号相反的Chirp信号参数集合A和集合B，所述Chirp信号参数集合A表示为{(b_n,k_m,T_m)}，集合B表示为{(b_N+n,k_M+m,T_M+m)}；其中，b表示Chirp信号的起始频率，k表示Chirp信号的频率变化率，T表示Chirp长度，n表示起始频率序号且0≤n≤N-1，m表示频率变化率序号且0≤m≤M-1，N是集合A中起始频率不同取值的数量，M是集合A中频率变化率不同取值的数量；

步骤2，利用雷达装置信息计算所述起始频率序号n、所述频率变化率序号m，定义正方向并根据雷达指向选取所述频率变化率的符号；

当雷达指向为所述正方向时，选取所述频率变化率的符号为正，从所述集合A中选取(b_n,k_m,T_m)作为Chirp信号参数；

当雷达指向为非正方向时，选取所述频率变化率的符号为负，从所述集合B中选取(b_N+n,k_M+m,T_M+m)作为Chirp信号参数；

步骤3，根据步骤2中得到的Chirp信号参数产生雷达信号并发射出去，同时，接收反射信号并产生中频信号I；

步骤4，通过带通滤波对所述中频信号I滤波，把噪声和雷达干扰信号对应的中频分量滤除，得到中频信号I‘；

步骤5，对中频信号I‘采样，生成数字信号D；

步骤6，对数字信号D进行干扰消减。

作为该方法的进一步改进：