线性调频连续波雷达测距方法
【专利摘要】本发明提供了一种线性调频连续波雷达测距方法。该方法通过插值来拟合中频信号的离散傅里叶频谱曲线，找到该频谱上最大值的谱线号对应的频率值，该频率值更加接近于理论的频率值，因此该方法可以减小栅栏效应带来的误差，大大提高FMCW测距的精度。此外，该方法通过离散傅里叶变换，使均匀分布的白噪声频谱主要集中在高频段，中段信号的频率在低频段，高频段的频谱对低频段频谱的影响较小，因此该方法在存在一定噪声影响的情况下，不至于对计算精度产生太大的影响，可以保证计算结果的可靠性。
【专利说明】线性调频连续波雷达测距方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及雷达测距【技术领域】，尤其涉及一种线性调频连续波雷达测距方法。
【背景技术】
[0002]雷达测距是非接触测量，因此不会对目标物体产生损伤，可用于很多特殊环境下，实现很高的精度测量。其原理是:向目标发送线性变换的调频连续波，电磁波到达目标后返回，接收其回波，将回波与本振信号混频得到中频信号，距离信息就包含在这个中频信号中，对中频信号进行处理就可以提取出距离信息。
[0003]线性调频连续波雷达具有许多其他雷达不具备的优点:无距离盲区、距离分辨力高、辐射功率小。由于液位和物位测距要求的精度较高，但是离散傅里叶变换具有栅栏效应，选取的峰值点只在测量距离为测量精度整数倍时才是准确的，其他距离时都会出现固有的系统误差。为了减小栅栏效应带来的误差，研究人员提出频谱细化算法:细化快速傅里叶变换(ZFFT)、线性调频Z变换(CZT)或者通过补零来细化频谱，从而找到频谱最大值所对应的频率。频谱细化法实则是通过中频回波的时域信号对信号的频域进行插值，在没有噪声的情况下，可以人为调节插值的精度，进而控制算法的精度。在这几种频谱细化的方法中，ZFFT需要移位后进行低通滤波，滤掉高频部分干扰，然后再通过重采样得到所需要的细化频谱。补零频谱细化是根据系统要求的细化倍数补充相应倍数的零，然后进行离散傅里叶变换，可以减小频谱间隔，在所计算的频谱范围内增加更多的谱线，进而提高计算精度。
[0004]在实现本发明的过程中， 申请人:发现现有技术线性调频连续波雷达测距方法具有以下缺陷:由于ZFFT、CZT和补零频谱细化需要进行离散傅里叶变换，通过插值计算出非整数倍出的频谱幅度，但是在最大值附近的谱线幅度相差较小，而且由于频谱泄露和噪声对频谱的影响，容易出现对最大值的误判，影响距离的精度。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种线性调频连续波雷达测距方法，以提高雷达测距的精度。
[0007]( 二 )技术方案
[0008]本发明提供了一种线性调频连续波雷达测距方法。该方法包括:步骤A，向目标发送线性变换的调频连续波Vt (t)，接收目标对该调频连续波的回波信号Vk(t)，进而由该回波信号VK(t)得到中频信号x(t);步骤B，对中频信号x(t)进行离散采样，得到离散中频信号 X (η):
[0009]
【权利要求】
1.一种线性调频连续波雷达测距方法，其特征在于，包括: 步骤A，向目标发送线性变换的调频连续波Vt (t)，接收目标对该调频连续波的回波信号Vk(t)，进而由该回波信号Vk(t)得到中频信号x(t)； 步骤B，对中频信号x(t)进行离散采样，得到离散中频信号X (η):
2.根据权利要求1所述的线性调频连续波雷达测距方法，其特征在于，所述步骤G中，Q20。
3.根据权利要求2所述的线性调频连续波雷达测距方法，其特征在于，Q取Q= 5、8或10。
4.根据权利要求1所述的线性调频连续波雷达测距方法，其特征在于，所述步骤E具体包括: 子步骤Ε1，在离散的中频信号χ(η)的频谱中，确定频谱幅度次大值对应的谱线号为kc，其中 k。= km+l,或者 k。= km-l ； 子步骤E2，将A。= W。= I，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线性调频连续波雷达测距方法，其特征在于，所述步骤D具体包括: 子步骤D1，由X(k)获取频谱X (k)中最大值所对应的谱线号km;以及子步骤D2,通过下式计算谱线号km所对应的频率
6.根据权利要求1至4中任一项所述的线性调频连续波雷达测距方法，其特征在于，所述步骤A具体包括: 子步骤Al，向目标发送线性变换的调频连续波:
【文档编号】G01S13/00GK103823215SQ201410074964
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】柳青, 张文鑫, 刘小军, 陈秀伟, 唐传军, 张锋, 方广有 申请人:中国科学院电子学研究所