一种雷达抗同频干扰方法及装置与流程

文档序号:17633545发布日期:2019-05-11 00:16阅读:615来源:国知局
一种雷达抗同频干扰方法及装置与流程

本发明实施例涉及汽车安全控制技术领域,尤其涉及一种雷达抗同频干扰方法及装置。



背景技术:

随着人们生活水平的提高和科技的发展进步,汽车已经成为大家出行的代步工具,其给人们带来方便的同时也带来了一定的安全隐患。近年来,基于毫米波技术的雷达产品作为汽车驾驶辅助系统的一部分,成为了很多汽车的标准配件。车载毫米波雷达相比于视频系统,不受天气、温度、湿度等外在条件影响,在车辆的很多方面得到了应用和发展,例如自适应巡航控制(acc)、自动紧急制动系统(aeb)、盲区检测系统(bsd)、便道辅助系统(lca)等。

车载毫米波雷达系统的基本原理是信号产生控制单元产生射频信号(24ghz或77ghz)经过功率放大器放大后,通过阵列天线发射到空中,电磁波信号遇到车辆、人员或者地物等目标后反射回雷达系统,经过接收天线转化为微波电信号,再经过低噪声放大,和雷达本振信号混频转换为基带信号,基带信号经过放大、滤波处理后,信号处理单元进行相应的处理检测得到目标的距离、速度、角度、回波功率等信息。

随着车载毫米雷达的大量普及,当装有毫米波雷达的车辆在路上行驶时,如果遇到同样装有同款或者发射同频段毫米波雷达的车辆时,两个车辆的毫米波雷达之间极易形成发射信号之间的同频干扰。此时毫米波雷达接收通道本振信号和干扰信号混频后的基带信号,如果落在雷达的接收机基带带宽内,雷达信号处理检测部分会把干扰信号当作有用目标进行处理,从而使雷达形成虚假目标,并且两个雷达相对位置较近时,进入雷达天线的干扰信号功率要远大于实际目标反射信号,干扰信号和雷达接收机本振信号混频后,经过基带放大很可能使接收通道放大器饱和,形成阻塞干扰,导致雷达工作不正常。因此实际车辆行驶过程中,毫米波雷达会出现检测虚假目标、失效等问题。



技术实现要素:

本发明提供一种雷达抗同频干扰方法及装置,以解决雷达间同频干扰的问题。

第一方面,本发明实施例提供了一种雷达抗同频干扰方法,包括:

步骤s1、滤波电路减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号;

步骤s2、信号处理单元根据接收天线接收的回波信号自动调节自动增益放大电路的放大增益;

步骤s3、信号处理单元随机改变信号产生单元产生的射频信号的频率;

步骤s4、信号处理单元通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号。

可选的,所述滤波电路减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号,包括:

步骤s11、高通滤波电路减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差;

步骤s12、低通滤波电路滤除所述基带信号中的基带带外信号;

所述滤波电路包括高通滤波电路和低通滤波电路。

可选的,所述信号处理单元根据接收天线接收的回波信号自动调节自动增益放大电路的放大增益,包括:

步骤s21、雷达上电后,信号处理单元将自动增益放大电路的放大增益设置为预设值aavg;

步骤s22、信号处理单元控制信号产生单元周期性的产生射频信号,并获取接收天线接收的回波信号的最大回波功率电平pmax;

步骤s23、信号处理单元计算预设回波功率电平pavg与所述最大回波功率电平pmax的差值p,p=pavg-pmax;

步骤s24、信号处理单元通过公式计算放大增益倍数a,并通过公式anew=aavg×a计算放大电路增益anew;

步骤s25、信号处理单元设置自动增益放大电路的放大增益为anew;

步骤s26、重复步骤s22到步骤s25。

可选的,所述信号处理单元随机改变信号产生单元产生的射频信号的频率,包括:

步骤s31、信号处理单元控制所述信号产生单元的初始周期中的射频信号的频率为f0;

步骤s32、信号处理单元随机产生一个小于1的正数m,将m乘以雷达最大可调带宽δbmax,得到所述信号产生单元下个周期的射频信号的频率改变值δf0=m×δbmax;

步骤s33、信号处理单元控制所述信号产生单元在下个周期产生的射频信号的频率为f=f0+δf0;

步骤s36、重复步骤s32和步骤s33。

可选的,所述信号处理单元随机产生一个小于1的正数m,包括:

信号处理单元通过c语言中rand()函数产生一个随机数x;

信号处理单元将x除以rand()函数的最大随机数rand_max,得到一个小于1的正数m。

可选的,所述信号处理单元通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号包括:

步骤s41、信号处理单元滤除预设目标速度区间外的干扰信号;

步骤s42、信号处理单元滤除雷达测量角度范围外和雷达测量距离范围外的干扰信号;

步骤s43、信号处理单元根据相邻两个周期接收天线接收的第一回波信号和第二回波信号确定真实信号和干扰信号;

步骤s44、信号处理单元根据公式x(k+1)=x(k)+tv(k)滤除同频干扰信号;

其中,x(k+1)表示当前目标位置,x(k)表示上一周期的目标位置,t表示所述雷达的信号处理周期,v(k)表示上一周期的目标的速度。

可选的,信号处理单元根据相邻两个周期接收天线接收的第一回波信号和第二回波信号确定真实信号和干扰信号包括:

信号处理单元将相邻两个周期内接收天线接收的第一回波信号和第二回波信号中距离差值小于第一预设值以及相对速度差值小于第二预设值的信号确认为真实信号;否则,确认为干扰信号。

第二方面,本发明实施例还提供了一种雷达抗同频干扰装置,包括:

滤波电路,用于减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号;

自动增益放大电路,用于放大基带信号;

信号处理单元,用于根据接收天线接收的回波信号自动调节自动增益放大电路的放大增益、随机改变信号产生单元产生的射频信号的频率,以及通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号;

所述信号处理单元分别与所述滤波电路以及所述自动增益放大电路电连接。

可选的,所述滤波电路包括:

高通滤波电路,用于减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差;

低通滤波电路,用于滤除所述基带信号中的基带带外信号。

可选的,所述雷达抗同频干扰装置,还包括:发射天线、第一功率放大器、信号产生单元、接收天线、第二功率放大器、混频器和a/d采集电路;

所述信号产生单元与所述信号处理模块电连接,用于在所述信号处理模块的控制下周期性的产生射频信号;

所述第一功率放大器与所述信号产生单元电连接,用于放大所述信号产生单元产生的所述射频信号;

所述发射天线与所述第一功率放大器电连接,用于发射经过所述第一功率放大器放大后的射频信号;

所述接收天线用于接收回波信号;

所述第二功率放大器与所述接收天线电连接,用于放大所述接收天线接收到的回波信号;

所述混频器分别与所述第二功率放大器以及所述滤波电路电连接,用于将所述第二功率放大器放大后的回波信号转换为基带信号,以及将所述基带信号传输至所述滤波电路;

所述a/d采集模块分别与所述自动增益放大电路以及信号处理单元电连接,用于将经所述自动增益放大电路放大增益后的所述基带信号转换为数字信号,并发送至所述信号处理单元。

本发明根据车辆目标回波信号与干扰信号的区别,通过滤波电路减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号,信号处理单元根据接收天线接收的回波信号自动调节自动增益放大电路的放大增益,通过信号处理单元随机改变信号产生单元产生的射频信号的频率并且通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号,从而解决雷达间同频干扰的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种雷达抗同频干扰方法的流程图;

图2为本发明实施例提供的一种雷达抗同频干扰装置的结构框图;

图3为本发明实施例提供的高通滤波电路的示意图;

图4为本发明实施例提供的高通滤波电路的幅频特性曲线的示意图;

图5为本发明实施例提供的低通滤波电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种雷达抗同频干扰方法的流程图,图2为本发明实施例提供的一种雷达抗同频干扰装置的结构框图,参考图1和图2所示,本发明实施例提供的雷达抗同频干扰方法包括如下步骤:

步骤s1、滤波电路109减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号。

步骤s2、信号处理单元101根据接收天线106接收的回波信号自动调节自动增益放大电路103的放大增益。

步骤s3、信号处理单元101随机改变信号产生单元102产生的射频信号的频率。

步骤s4、信号处理单元101通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号。

参考图2所示,本发明实施例提供的一种雷达抗同频干扰装置包括:滤波电路109、自动增益放大电路103、信号处理单元101,发射天线105、第一功率放大器104、信号产生单元102、接收天线106、第二功率放大器107、混频器108和a/d采集电路120;其中,自动增益放大电路103,用于放大基带信号;信号处理单元101分别与滤波电路109以及自动增益放大电路103电连接,信号产生单元102与信号处理模块电连接101,用于在信号处理模块101的控制下周期性的产生射频信号;第一功率放大器104与信号产生单元102电连接,用于放大信号产生单元102产生的射频信号;发射天线105与第一功率放大器104电连接,用于发射经过第一功率放大器104放大后的射频信号;接收天线106用于接收回波信号;第二功率放大器107与接收天线106电连接,用于放大接收天线106接收到的回波信号;混频器108分别与第二功率放大器107以及滤波电路109电连接,用于将第二功率放大器107放大后的回波信号转换为基带信号,以及将基带信号传输至滤波电路109;a/d采集模块120分别与自动增益放大电路103以及信号处理单元101电连接,用于将经自动增益放大电路103放大后的基带信号转换为数字信号,并发送至所述信号处理单元101。

信号处理单元101为雷达抗同频干扰装置的核心部件,控制信号产生单元102的信号产生、控制自动增益放大电路(agc)103的放大增益以及进行信号数据处理和分析。信号产生单元102在信号处理单元101的控制下产生多种波形的射频信号,例如线性调频连续波信号(lfm)、频移键控(fsk)或者连续波信号(cw)等,信号产生单元102产生的射频信号,经过第一功率放大器104放大后,通过发射天线105辐射到空中。发射的射频信号被目标反射后,产生的回波信号被接收天线106接收并转换为电信号,电信号经过第二功率放大器107放大,再经混频器108混频后转换为基带信号。基带信号经过滤波电路109滤波、自动增益放大电路103放大后,a/d采集模块120把模拟基带信号转换为数字信号传输到信号处理单元101进行处理。

本发明实施例提供的雷达抗同频干扰方法首先在基带部分通过滤波电路109减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以使基带信号中的高频部分和低频部分的功率均衡,便于后续自动增益放大电路103进行放大处理,并且利用滤波电路109滤除基带信号中的基带带外信号,排除雷达抗同频干扰装置探测范围外的干扰信号,同时信号处理单元101根据接收天线106接收的回波信号自动调节自动增益放大电路103的放大增益,避免同频干扰信号造成基带信号通道的能量堵塞,保证基带信号通道不出现信号饱和的现象,然后通过信号处理单元101随机改变信号产生单元102产生的射频信号的频率,避免同频干扰造成持续影响,信号处理单元101再将a/d采集模块120转换的数字信号进行数据处理,通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号,以解决雷达间的同频干扰问题。

可选的,滤波电路109包括高通滤波电路和低通滤波电路,滤波电路109减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号,包括:

步骤s11、高通滤波电路减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差。

步骤s12、低通滤波电路滤除所述基带信号中的基带带外信号。

雷达发射射频信号,距离雷达较远的目标反射回来的回波信号转换的基带信号的频率较高,功率较低;距离雷达较近的目标反射回来的回波信号转换的基带信号的频率较低,功率较大;基带信号经过自动增益放大电路103,高频部分和低频部分的放大倍数相同,因此若使高频部分的信号功率放大到理想的倍数,低频部分的信号可能会因为功率太大引起基带信号通道的能量阻塞。图3为本发明实施例提供的高通滤波电路的示意图,参考图3所示,高通滤波电路采用级联的一阶高通滤波器来实现减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差的功能,输入的基带信号先串联一个电容c1,然后并联一个电阻r1实现高通滤波功能,图4为本发明实施例提供的高通滤波电路的幅频特性曲线的示意图,参考图4所示,利用高通滤波电路的通带与阻带间的过渡带对输入的基带信号进行滤波,阻碍基带信号的低频部分通过,以使基带信号低频部分的功率降低,基带信号中频率越低的部分,衰减越大,即实现了基带信号的频率灵敏度控制(sfc),从而使得基带信号高频部分和低频部分的功率均衡,便于后续自动增益放大电路103进行放大处理,避免基带信号通道的能量阻塞。

高通滤波电路的截止频率fl的计算公式为可选的,高通滤波电路的截止频率fl为雷达基带带宽br的1/3-1/2,优选的,高通滤波电路的截止频率fl为雷达基带带宽br一半,即0.5br,截止频率fl过小会导致频率灵敏度控制(sfc)的效果不好,截止频率fl过大会导致一部分低频信号丢失。

利用低通滤波电路滤除基带信号中的基带带外信号,基带带外信号包括同频干扰产生的虚假信号、雷达有效作用距离以外的目标信号和杂波信号等,图5为本发明实施例提供的低通滤波电路的示意图,参考图5所示,低通滤波电路采用无源rc滤波器实现,可选的,低通滤波电路的截止频率为雷达基带带宽br的1.2倍,即1.2br。

可选的,低通滤波电路为抗混叠滤波器,降低混叠频率分量,使得滤除基带带外信号的效果更好。

可选的,信号处理单元101根据接收天线106接收的回波信号自动调节自动增益放大电路103的放大增益,包括:

步骤s21、雷达上电后,信号处理单元101将自动增益放大电路103的放大增益设置为预设值aavg;

步骤s22、信号处理单元101控制信号产生单元103周期性的产生射频信号,并获取接收天线103接收的回波信号的最大回波功率电平pmax;

步骤s23、信号处理单元101计算预设回波功率电平pavg与最大回波功率电平pmax的差值p,p=pavg-pmax;

步骤s24、信号处理单元101通过公式计算放大增益倍数a,并通过公式anew=aavg×a计算放大电路增益anew;

步骤s25、信号处理单元101设置自动增益放大电路103的放大增益为anew;

步骤s26、重复步骤s22到步骤s25。

参考图2所示,接收天线106接收回波信号,沿着回波信号的传输方向,从接收天线106到a/d采集模块120这一部分称为接收通道,现在市场上的雷达产品的接收通道采用的都是固定放大增益,设计时根据车辆和地物反射的回波信号的能量确定雷达系统接收通道的放大增益,后期使用过程中不再进行调整。如果两个同型号或者发射射频信号的频率位于同频带的雷达正向相对时,雷达直接照射的射频信号的能量远远大于车辆和地物等目标反射的回波信号的能量,如果雷达接收通道采用固定放大增益,其他雷达直接发射过来的射频信号有可能造成雷达接收通道能量阻塞,使得雷达接收通道饱和,雷达失去正常检测目标的能力,雷达功能失效,甚至造成雷达元器件损坏。

本发明使用自动增益放大电路代替现有技术中雷达的固定增益放大器,自动增益放大电路103用于放大基带信号,信号处理单元101根据接收天线106接收的回波信号的功率,自动调节自动增益放大电路103的放大增益,使雷达接收通道中基带信号的功率始终处于固定电平,保证雷达接收通道中基带信号的功率的稳定。

具体的,雷达上电后,信号处理单元101将自动增益放大电路103的放大增益设置为预设值aavg,可选的,根据车辆和地物等目标反射的回波信号的功率计算出自动增益放大电路103所需要的放大增益的均值,设为预设值aavg。

信号处理单元101控制信号产生单元103周期性的产生射频信号,并获取接收天线103接收的回波信号的最大回波功率电平pmax,具体的,信号处理单元101控制信号产生单元103周期性的产生射频信号,发射天线105发射一个重频周期的射频信号,接收天线106接收当前周期的回波信号,信号处理单元101采集当前周期的回波信号,并对接收的回波信号做功率谱分析,获取最大回波功率电平pmax。信号处理单元101计算预设回波功率电平pavg与最大回波功率电平pmax的差值p,p=pavg-pmax,可选的,根据车辆和地物等目标反射的回波信号的功率确认预设回波功率电平pavg。然后信号处理单元101通过公式计算放大增益倍数a,并通过公式anew=aavg×a计算放大电路增益anew,并且信号处理单元101设置自动增益放大电路103的放大增益为anew。接着,发射天线105继续发射一个重频周期的射频信号,信号处理单元101采集当前周期的回波信号,获取最大回波功率电平pmax1。信号处理单元101计算上一射频周期获取的最大回波功率电平pmax与pmax1的差值p1,p1=pmax-pmax1,然后信号处理单元101通过公式计算放大增益倍数a1,并通过公式anew1=anew×a1计算放大电路增益anew1,并且信号处理单元101设置自动增益放大电路103的放大增益为anew1。接着,发射天线105继续发射一个重频周期的射频信号,重复上述步骤,使得信号处理单元101根据实时周期反馈的回波信号的最大回波功率电平来实时调整自动增益放大电路103的放大增益,保证雷达接收通道中基带信号的功率的稳定。

可选的,信号处理单元101随机改变信号产生单元102产生的射频信号的频率,包括:

步骤s31、信号处理单元101控制信号产生单元102的初始周期中的射频信号的频率为f0;

步骤s32、信号处理单元101随机产生一个小于1的正数m,将m乘以雷达最大可调带宽δbmax,得到信号产生单元102下个周期的射频信号的频率改变值δf0=m×δbmax;

步骤s33、信号处理单元101控制信号产生单元102在下个周期产生的射频信号的频率为f=f0+δf0;

步骤s36、重复步骤s32和步骤s33。

发射天线发射的射频信号的频率记为f0,带宽为b,对于线性调频信号(lfm),瞬时频率可以表达为其中,t为重频周期,t为时间,表示为调频斜率。当其他雷达的同频干扰信号被本车雷达的接收天线106接收,通过混频器108与信号产生单元102产生的本振信号混频,得到基带信号的频率δf=f干扰-f本振,其中f干扰是同频干扰信号的频率,f本振为本振信号的频率,若δf在本车雷达基带信号的带宽br内,本车雷达会受到同频干扰信号的干扰。

通常雷达的基带信号带宽br远小于信号产生单元102产生的射频信号的带宽b,因此改变本车雷达发射的射频信号的频率f0,大概率会使得同频干扰信号δf在基带信号带宽br外,因此每个重频周期改变一次发射的射频信号的频率f0,能够减少雷达间的同频干扰。

国家对雷达使用频段有带宽要求,记做bmax,假设最初雷达发射的射频信号频率f0采用国家标准允许的最低频率,则雷达发射的射频信号的频率f0能够改变的最大范围即最大可调带宽δbmax=bmax-b,示例性的,毫米波雷达的使用频段为76ghz-81ghz,则bmax=5ghz,假设雷达发射的射频信号的带宽b为1ghz,最初雷达发射的射频信号频率f0采用国家标准允许的最低频率,即76ghz,则雷达发射的射频信号的最大可调带宽δbmax=bmax-b=5ghz-1ghz=4ghz。

示例性的,雷达上电后,信号处理单元101初始化信号产生单元102,使其初始周期产生射频信号的频率f0为国家标准允许的最低频率,发射天线106发射一个重频周期的射频信号;信号处理单元101随机产生一个小于1的正数m,将m乘以雷达最大可调带宽δbmax,得到信号产生单元102第二个重频周期的射频信号的频率改变值δf0=m×δbmax;信号处理单元101在第二个重频周期重新配置信号产生单元102,使其产生射频信号的频率为f=f0+δf0;然后,信号处理单元101继续随机产生一个小于1的正数m1,将m1乘以雷达最大可调带宽δbmax,得到信号产生单元102第三个重频周期的射频信号的频率改变值δf01=m1×δbmax;信号处理单元101在第三重频周期重新配置信号产生单元102,使其产生射频信号的频率为f1=f0+δf01,以此类推,重复上述步骤,从而避免产生雷达间的同频信号干扰。

可选的,信号处理单元101每n个重频周期重新配置一次信号产生单元102,以改变射频信号的频率,根据不同雷达处理信号算法的不同,一些雷达需要对n个连续重频周期信号做相参处理,因此要求这n个连续重频周期雷达发射的射频信号相同,在这种情况下信号处理单元101每n个重频周期重新配置一次信号产生单元102,以改变射频信号的频率,如果在某n个重频周期雷达受到同频信号干扰,信号处理单元101在后续n个重频周期改变射频信号的频率,就能够避免该同频信号干扰。

可选的,信号处理单元101随机产生一个小于1的正数m,包括:

信号处理单元101通过c语言中rand()函数产生一个随机数x;

信号处理单元101将x除以rand()函数的最大随机数rand_max,得到一个小于1的正数m。

可选的,信号处理单元101通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号包括:

步骤s41、信号处理单元101滤除预设目标速度区间外的干扰信号。

步骤s42、信号处理单元101滤除雷达测量角度范围外和雷达测量距离范围外的干扰信号。

步骤s43、信号处理单元101根据相邻两个周期接收天线接收的回波信号确定真实信号和干扰信号。

步骤s44、信号处理单元101根据公式x(k+1)=x(k)+tv(k)滤除同频干扰信号;其中,x(k+1)表示当前目标位置,x(k)表示上一周期的目标位置,t表示雷达的信号处理周期,v(k)表示上一周期的目标的速度。

通常雷达能够检测目标的距离、相对速度、角度、回波功率等信息,不论是检测雷达前方车辆或者障碍物等目标,还是检测雷达后方或者侧方车辆或者障碍物等目标,目标相对于雷达总是具有相对的运动轨迹,而雷达间的同频干扰信号没有运动轨迹的趋势,因此通过目标轨迹跟踪处理方法,即目标跟踪方法可以滤除雷达接收到的同频干扰信号。

首先,信号处理单元101滤除预设目标速度区间外的干扰信号,可选的,预设目标速度区间为-250km/h~+250km/h。示例性的,对于车载毫米波雷达,目标的速度范围一般在-250km/h~+250km/h之间,在数据预处理阶段,信号处理单元101把速度不在这个区间的目标信号滤除。同样的,在数据预处理阶段,信号处理单元101根据雷达测量角度范围和距离范围,滤除雷达测量角度范围外和雷达测量距离范围外的干扰信号。

在目标航迹建立阶段,信号处理单元101根据相邻两个周期接收天线106接收的第一回波信号和第二回波信号确定真实信号和干扰信号。示例性的,接收天线106在第一周期接收第一回波信号,接收天线106在第二周期接收第二回波信号,由于雷达与产生同频干扰信号的雷达并不相参,因此雷达在第一周期和第二周期接收到的同频干扰信号相差很大,而雷达在在第一周期和第二周期接收到的由真实物体反射回来的真实信号是一致的,因此信号处理单元101通过对比雷达在第一周期和第二周期接收到的第一回波信号和第二回波信号,能够确定真实信号和干扰信号,从而排除干扰信号。

可选的,信号处理单元101根据相邻两个周期接收天线106接收的第一回波信号和第二回波信号确定真实信号和干扰信号包括:

信号处理单元101将相邻两个周期内接收天线106接收的第一回波信号和第二回波信号中距离差值小于第一预设值以及相对速度差值小于第二预设值的信号确认为真实信号;否则,确认为干扰信号。

示例性的,接收天线106在第一周期接收第一回波信号,接收天线106在第二周期接收第二回波信号,信号处理单元101将第一回波信号和第二回波信号中距离差值小于第一预设值以及相对速度差值小于第二预设值的信号确认为真实信号;否则,确认为干扰信号。具体的,信号处理单元101采集第一回波信号并进行信号处理得到多个第一目标信号,多个第一目标信号中可能存在同频干扰信号;信号处理单元101同样采集第二回波信号并进行信号处理得到多个第二目标信号,多个第二目标信号中也可能存在同频干扰信号;将每个第一目标信号与第二目标信号进行匹配,将其中距离差值小于第一预设值以及相对速度差值小于第二预设值的第一目标信号和第二目标信号确认为真实信号;否则,确定为干扰信号。

可选的,第一预设值为5m,第二预设值为4m/s,第一预设值与第二预设值可以根据雷达的性能推断。

经过上述步骤,基本上能够避免绝大多数同频信号干扰,但还可能存在距离差值小于第一预设值以及相对速度差值小于第二预设值的第一目标信号和第二目标信号实际上为同频干扰信号的情况,此时可以根据预测目标位置的方程滤除这部分同频干扰信号。

雷达目标跟踪方法通常在直角坐标系下实现,在目标跟踪过程中,可以使用线性方程对目标的运动特性进行外推,如果给定目标的速度和加速度,则目标的位置预测可以用线性方程表示,其中,x(k+1)表示当前目标位置,x(k)表示上一周期的目标位置,t表示雷达的信号处理周期,可选的,雷达的信号处理周期t为一个重频周期或者n个重频周期时间,v(k)表示上一周期的目标的速度,a(k)表示上一周期的目标的加速度。通常雷达的信号处理周期在50ms以内,即t<50ms,一般车辆百米加速时间在5秒左右,加速度在20m/s2,因此线性方程中由加速度引起的目标位置变化量很小,在实际应用中可以忽略,因此目标的位置预测方程可以简化为x(k+1)=x(k)+tv(k),信号处理单元101能够根据公式x(k+1)=x(k)+tv(k)滤除同频干扰信号,若雷达接收到的车辆或者障碍物等产生的目标信号满足目标的位置预测方程,则确定为真实信号,否则,确定为干扰信号,从而滤除同频干扰信号。

本发明实施例提供的雷达抗同频干扰方法首先在基带部分通过滤波电路109减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以使基带信号中的高频部分和低频部分的功率均衡,便于后续自动增益放大电路103进行放大处理,并且利用滤波电路109滤除基带信号中的基带带外信号,排除雷达抗同频干扰装置探测范围外的干扰信号,同时信号处理单元101根据接收天线106接收的回波信号自动调节自动增益放大电路103的放大增益,避免同频干扰信号造成基带信号通道的能量堵塞,保证基带信号通道不出现信号饱和的现象,然后通过信号处理单元101随机改变信号产生单元102产生的射频信号的频率,避免同频干扰造成持续影响,信号处理单元101再将a/d采集模块120转换的数字信号进行数据处理,通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号,以解决雷达间的同频干扰问题。

基于同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种雷达抗同频干扰装置,与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述,参考图2所示,本发明实施例提供的雷达抗同频干扰装置包括:滤波电路109、自动增益放大电路103和信号处理单元101,滤波电路109用于减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差以及滤除所述基带信号中的基带带外信号;自动增益放大电路103用于放大基带信号;信号处理单元101用于根据接收天线106接收的回波信号自动调节自动增益放大电路103的放大增益、随机改变信号产生单元102产生的射频信号的频率,以及通过目标跟踪方法滤除同频干扰信号;信号处理单元101分别与滤波电路106以及自动增益放大电路103电连接。

可选的,滤波电路109包括:高通滤波电路和低通滤波电路,高通滤波电路用于减小基带信号中的高频部分和低频部分的功率差;低通滤波电路用于滤除所述基带信号中的基带带外信号。

可选的,本发明实施例提供的雷达抗同频干扰装置还包括:发射天线105、第一功率放大器104、信号产生单元102、接收天线106、第二功率放大器107、混频器108和a/d采集电路120;信号产生单元102与信号处理模块101电连接,用于在信号处理模块101的控制下周期性的产生射频信号;第一功率放大器104与信号产生单元102电连接,用于放大信号产生单元102产生的射频信号;发射天线105与第一功率放大器104电连接,用于发射经过第一功率放大器104放大后的射频信号;接收天线106用于接收回波信号;第二功率放大器107与接收天线106电连接,用于放大接收天线106接收到的回波信号;混频器108分别与第二功率放大器107以及滤波电路109电连接,用于将第二功率放大器107放大后的回波信号转换为基带信号,以及将基带信号传输至滤波电路109;a/d采集模块120分别与自动增益放大电路103以及信号处理单元101电连接,用于将经自动增益放大电路103放大增益后的基带信号转换为数字信号,并发送至信号处理单元101。

本发明实施例所提供的雷达抗同频干扰装置可工作在毫米波波段,适用于毫米波雷达,毫米波具有穿透雾、烟、灰尘能力强的优势,本发明实施例提供的雷达抗同频干扰装置也可以工作在其他波段,在此不做限定。

本发明实施例所提供的雷达抗同频干扰装置可执行本发明任意实施例所提供的雷达抗同频干扰方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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