專利名稱：一種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，特別涉及復(fù)雜道路或軍用環(huán)境的多目標(biāo)識(shí)別情況下的雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，屬于雷達(dá)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在汽車主動(dòng)防碰撞系統(tǒng)以及軍用多目標(biāo)存在的環(huán)境下，雷達(dá)的各個(gè)方向在多數(shù)情況下面臨多目標(biāo)狀況，除了依靠天線波束分辨不同方位的目標(biāo)情況，在同方位方向上的多目標(biāo)只能依靠毫米波雷達(dá)的測(cè)距信號(hào)的分辨能力來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此在毫米波雷達(dá)測(cè)距信號(hào)體制的選擇上要能夠適應(yīng)多目標(biāo)檢測(cè)的基本要求。目前在防撞雷達(dá)上研究和應(yīng)用較多的測(cè)距信號(hào)體制主要包括脈沖體制、FSK體制、 SFCff體制、LFMCW體制和偽隨機(jī)編碼體制。由于線性調(diào)頻體制相對(duì)簡(jiǎn)單，近年來(lái)這一在國(guó)外防撞雷達(dá)研究和應(yīng)用的較多，而脈沖體制由于受到諸多因素的影響應(yīng)用較少。LFMCW體制可以實(shí)現(xiàn)較好的測(cè)距分辨率，但對(duì)線性調(diào)頻體制來(lái)說(shuō)，其模糊函數(shù)呈現(xiàn)距離和速度的耦合，因而單純的鋸齒波掃頻不能正確測(cè)量運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的距離，為了解決這一問(wèn)題，采用了三角波線性掃頻，通過(guò)兩個(gè)方向的掃頻實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)距離和速度的分離，對(duì)于多目標(biāo)情況，兩次掃頻獲取的目標(biāo)間需要找出相互關(guān)系，以便配對(duì)解算距離和速度，為了增強(qiáng)在多目標(biāo)情況下的目標(biāo)配對(duì)的準(zhǔn)確性，又采用了不同線性掃頻斜率的組合，有的防撞雷達(dá)采用了線性掃頻與單純連續(xù)波的組合，以單頻來(lái)測(cè)速并用來(lái)消除掃頻信號(hào)的距離和速度的耦合。但是目前這些方法尚不適用于復(fù)雜道路環(huán)境下的應(yīng)用。SFCff體制從本質(zhì)上講和LFMCW面臨的問(wèn)題是相同的。雖然采取了上述分辨多目標(biāo)的方法，但道路情況或軍用環(huán)境非常復(fù)雜，在雷達(dá)天線波束范圍內(nèi)的目標(biāo)較多的情況下， SFMCff信號(hào)體制的適應(yīng)性存在一定問(wèn)題。偽噪聲編碼連續(xù)波雷達(dá)近年來(lái)在其他領(lǐng)域得到了較多的研究，常用的基于m序列偽隨機(jī)編碼調(diào)相連續(xù)波體制具有抗干擾能力強(qiáng)，圖釘狀模糊圖可以實(shí)現(xiàn)較高精度的測(cè)距測(cè)速能力，然而其非相關(guān)副瓣的存在限制了這一體制的更廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了使雷達(dá)測(cè)距信號(hào)能夠適用于多汽車?yán)走_(dá)工作的復(fù)雜道路條件下汽車的防碰撞與目標(biāo)識(shí)別，同時(shí)也適用于軍用復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)多雷達(dá)存在條件下的抗干擾以及目標(biāo)識(shí)別，提出一種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，采用線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)體制和偽隨機(jī)編碼連續(xù)波雷達(dá)體制結(jié)合的方式，同時(shí)在汽車防碰撞雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波形設(shè)計(jì)過(guò)程中采用變周期的方式。偽隨機(jī)編碼連續(xù)波雷達(dá)體制采用偽隨機(jī)編碼的良好相關(guān)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)距離檢測(cè)，但是偽隨機(jī)編碼的相關(guān)特性中同樣也存在一定的距離旁瓣，理論上與碼長(zhǎng)的倒數(shù)相關(guān)， 距離旁瓣的存在都使同時(shí)存在的大目標(biāo)掩蓋了小目標(biāo)檢測(cè)，為了提高雷達(dá)對(duì)距離旁瓣的抑制，以及對(duì)于多目標(biāo)的精確識(shí)別，本專利提出了將偽隨機(jī)編碼調(diào)相體制和線性調(diào)頻體制相結(jié)合，同時(shí)在發(fā)射波形設(shè)計(jì)方面采用變周期的方式。綜合利用這三種體制的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合后續(xù)信號(hào)處理環(huán)節(jié)有效的實(shí)現(xiàn)汽車防碰撞及抗干擾目標(biāo)識(shí)別。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，用于汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)中，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程具體包含以下步驟1)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)用偽隨機(jī)碼信號(hào)對(duì)變周期線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，產(chǎn)生雷達(dá)發(fā)射波形；2)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)接收目標(biāo)回波信號(hào)；3)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)的信號(hào)處理模塊將步驟2、接收的目標(biāo)回波信號(hào)和帶有掃頻信號(hào)的本振混頻，得到濾除高頻分量后的信號(hào)；4)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)用與步驟1)中相同的偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行時(shí)延搜索，并將該偽隨機(jī)碼序列與步驟幻輸出的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，以抑制掉其他雷達(dá)發(fā)射信號(hào)與本雷達(dá)本振信號(hào)混頻產(chǎn)生的干擾信號(hào)；5)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)步驟4)進(jìn)行相關(guān)處理后的信號(hào)再進(jìn)行本地多目標(biāo)識(shí)別。有益效果本發(fā)明利用偽隨機(jī)編碼的良好相關(guān)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)大距離目標(biāo)的有效檢測(cè)；采用線性調(diào)頻與偽隨機(jī)編碼結(jié)合的方式能夠有效抑制距離旁瓣；在汽車防碰撞雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波形設(shè)計(jì)過(guò)程中采用靈活變周期方式，有助于復(fù)雜環(huán)境下多目標(biāo)的檢測(cè)；偽隨機(jī)碼調(diào)相可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車載雷達(dá)的不同編碼，以消除迎面車輛雷達(dá)造成的干擾。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中變周期線性調(diào)頻雷達(dá)發(fā)射信號(hào)頻率波形圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1中偽隨機(jī)碼調(diào)制的變周期FMCW雷達(dá)時(shí)域信號(hào)發(fā)射波形；圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1中偽隨機(jī)碼調(diào)制的變周期FMCW雷達(dá)時(shí)域信號(hào)發(fā)射波形的頻譜，其中縱坐標(biāo)為對(duì)時(shí)域波形做FFT后頻譜的幅值，橫坐標(biāo)為信號(hào)頻率；圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1中虛假目標(biāo)識(shí)別后的互相關(guān)輸出，其中縱坐標(biāo)為互相關(guān)輸出的幅度，橫坐標(biāo)為時(shí)間；圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1中有效目標(biāo)識(shí)別時(shí)的自相關(guān)輸出，其中縱坐標(biāo)為自相關(guān)輸出的幅度，橫坐標(biāo)為時(shí)間；圖6為本發(fā)明的實(shí)施例2中四組目標(biāo)的所有可能結(jié)果示意圖；圖7為本發(fā)明的實(shí)施例2中對(duì)四組目標(biāo)計(jì)算結(jié)果中對(duì)重合數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后輸出的結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1—種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，其具體過(guò)程為1)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)的信號(hào)處理模塊產(chǎn)生偽隨機(jī)碼序列PN(t)，用此偽隨機(jī)碼調(diào)制如圖1所示的變周期調(diào)頻信號(hào)，從而得出偽隨機(jī)編碼序列的一個(gè)比特內(nèi)的雷達(dá)發(fā)射波形，可以表達(dá)為
權(quán)利要求
1. 一種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，用于汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)中，其特征在于其實(shí)現(xiàn)過(guò)程包含以下步驟1)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)用偽隨機(jī)碼信號(hào)對(duì)變周期線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，產(chǎn)生雷達(dá)發(fā)射波形；2)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)接收目標(biāo)回波信號(hào)；3)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)的信號(hào)處理模塊將步驟幻接收的目標(biāo)回波信號(hào)和帶有掃頻信號(hào)的本振混頻，得到濾除高頻分量后的信號(hào)；4)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)用與步驟1)中相同的偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行時(shí)延搜索，并將該偽隨機(jī)碼序列與步驟幻輸出的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，以抑制掉其他雷達(dá)發(fā)射信號(hào)與本雷達(dá)本振信號(hào)混頻產(chǎn)生的干擾信號(hào)；5)汽車防碰撞雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)步驟4)進(jìn)行相關(guān)處理后的信號(hào)再進(jìn)行本地多目標(biāo)識(shí)別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種毫米波雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，特別涉及復(fù)雜道路或軍用環(huán)境的多目標(biāo)識(shí)別情況下的雷達(dá)信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方法，屬于雷達(dá)通信技術(shù)領(lǐng)域。采用線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)體制和偽隨機(jī)編碼連續(xù)波雷達(dá)體制結(jié)合的方式，同時(shí)在汽車防碰撞雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波形設(shè)計(jì)過(guò)程中采用變周期的方式。本發(fā)明利用偽隨機(jī)編碼的良好相關(guān)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)大距離目標(biāo)的有效檢測(cè)；采用線性調(diào)頻與偽隨機(jī)編碼結(jié)合的方式能夠有效抑制距離旁瓣；在汽車防碰撞雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波形設(shè)計(jì)過(guò)程中采用靈活變周期方式，有助于復(fù)雜環(huán)境下多目標(biāo)的檢測(cè)；偽隨機(jī)碼調(diào)相可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車載雷達(dá)的不同編碼，以消除迎面車輛雷達(dá)造成的干擾。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102288942SQ20111017218
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者卜祥元, 盧繼華, 安建平, 張軍, 李安培, 鄭晨, 陳奎熹 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué), 廣東鐵將軍防盜設(shè)備有限公司