[发明专利]基于微波雷达的多目标位移高精度测量方法与系统

摘要

本发明公开了一种基于微波雷达的多目标位移高精度测量方法与系统，通过特定的系统结构设计将调频连续波(Frequency Modulation Continuous Wave,FMCW)雷达的频率测量技术与单频连续波(Continuous Wave,CW)干涉雷达的相位测量技术融为一体，分别根据频率估计和相位测量同时实现多目标的识别和高精度位移的测量。本发明将FMCW雷达和CW雷达融为一体，同时具备FMCW雷达多目标识别和CW雷达高精度测量的优点；相比于软件配置模式的FMCW/CW雷达，本发明的测量不需要模式切换、不需要特殊要求的波形调制等额外操作，可同时实时完成多个目标位移的高精度测量。

主权项

一种基于微波雷达的多目标位移高精度测量方法，其特征在于：包括以下步骤，S1.产生单频微波信号V₁和调频连续波信号V₀；S2.将单频微波信号和调频连续波信号进行混频、放大后得到发射信号V_发射；S3.发射信号经过多个目标反射后，接收天线收到信号V_接收；S4.接收到的接收信号V_接收与压控振荡器输出的调频连续波信号V_o进行混频，得到中频信号V_IF1；S5.对中频信号V_IF1滤波，得到中频信号V_IF2：S6.中频信号V_IF2和单频微波信号V₁混频，进行正交解调，得到I/Q信号V_I和V_Q；$V_I=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}2\cos \left(2\mathrm{\π}{f}_1{\mathrm{\τ}}_i\right)\cos [2\mathrm{\π}\frac{B{\mathrm{\τ}}_i}{T}t+2\mathrm{\π}{f}_0{\mathrm{\τ}}_i-\mathrm{\π}\frac{B{\mathrm{\τ}}_i^2}{T}]---\left(1\right)$$V_Q=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}2\sin \left(2\mathrm{\π}{f}_1{\mathrm{\τ}}_i\right)\cos [2\mathrm{\π}\frac{B{\mathrm{\τ}}_i}{T}t+2\mathrm{\π}{f}_0{\mathrm{\τ}}_i-\mathrm{\π}\frac{B{\mathrm{\τ}}_i^2}{T}]---\left(2\right)$其中，f₀为调频连续波雷达的初始频率，B为发射信号的扫频带宽，T为发射信号的扫频周期；f₁为单频微波信号V₁的微波信号频率，τ_i是分别对应电磁波往返于各个目标与天线的时间差，N表示目标数；S7.对信号V_I和V_Q分别进行傅里叶变换，通过频谱识别不同目标，获得各目标对应的幅值、频率和相位；S8.根据S7获得各目标距离R_i和位移ΔR_i。