实现雷达频率自动调谐的方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及雷达，特别是涉及一种可用于厘米波雷达的实现雷达频率自动调谐的方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、在传统的船载雷达系统中，为了保持接收信号与发射信号的同步，通常需要进行接收频率的调谐。传统的调谐方法大多是手动进行，或是使用固定的步长来进行自动调谐。这些方法存在以下的问题：

2、1)手动调谐繁琐：船载雷达工作人员需要根据实际情况手动调整雷达的频率，这不仅费时费力，而且在紧急情况下可能会因为调谐不及时导致失去重要信息；

3、2)固定步长调谐不够精准：使用固定步长的自动调谐方法在很多情况下不能达到理想的调谐效果；当需要的调谐幅度较大或较小时，固定的步长可能过大或过小，导致调谐不够精确。

技术实现思路

1、本发明的实施例提供了一种实现雷达频率自动调谐的方法、装置及存储介质，通过动态调整步长，以更加准确、快速地完成雷达的频率自动调谐，提高雷达的工作效果和使用便利性。

2、为了实现上述目的，一方面，提供一种实现雷达频率自动调谐的方法，包括：

3、s1，对接收的回波信号进行混频，获得混频后的中频信号；

4、s2，对所述中频信号执行快速傅里叶变换，获得所述中频信号的频率谱；

5、s3，根据所述频率谱中峰值的位置和所述快速傅里叶变换的频率分辨率，确定所述中频信号的观测频率；

6、s4，对所述观测频率与当前调谐值对应的接收频点求差，获得所述观测频率与所述接收频点之间的频率误差；

7、s5，根据预先设定的频率误差所处范围与调谐步长之间的对应关系，确定与所获得的所述频率误差对应的调谐步长，及根据所述当前调谐值对应的接收频点是否大于所述观测频率来确定调谐方向；

8、s6，使用确定的所述调谐步长和调谐方向对所述当前调谐值进行调整，获得更新的调谐值，并将所述更新的调谐值设置为新的当前调谐值；

9、s7，重复步骤s4至s6，直到满足预定的停止调谐条件时，停止调谐。

10、优选地，所述的方法，其中，所述步骤s7包括如下至少之一：

11、当所述观测频率与所述接收频点之间的频率误差落入预定的可接受的误差范围之内，停止调谐，保存最新的调谐值；

12、当所述更新的调谐值超出预定的调谐值可调范围时，停止调谐；

13、当调谐次数达到预定的最大调谐次数时，停止调谐；

14、当调谐步长连续保持最小步长的调谐次数达到预定数目，但所述观测频率与所述接收频点之间的频率误差仍未落入所述预定的可接受的误差范围之内时，调整调谐，保存最新的调谐值。

15、优选地，所述的方法，其特征在于，所述步骤s5中，当所述当前调谐值对应的接收频点小于所述观测频率时，则所述调谐方向为正1；当所述当前调谐值对应的接收频点大于所述观测频率时，则所述调谐方向为负1；所述步骤s6中，通过下式来确定新的调谐值：

16、新的调谐值＝当前调谐值+调谐方向×调谐步长。

17、优选地，所述的方法，所述步骤s5中，根据所述频率误差与预先设定的多个不同的误差阈值之间的大小关系来设置对应的调谐步长。

18、优选地，所述的方法，按照如下对应关系来确定调谐步长：

19、当所述频率误差大于第一误差阈值时，使用第一调谐步长；

20、当所述频率误差小于第一误差阈值且大于第二误差阈值时，使用第二调谐步长；

21、当所述频率误差小于第二误差阈值时，使用第三调谐步长；

22、其中，所述第一误差阈值大于所述第二误差阈值，所述第一调谐步长大于所述第二调谐步长，所述第二调谐步长大于所述第三调谐步长。

23、优选地，所述的方法，其中，根据调谐值的可调范围设定调谐级数总数，使用期望的中心频率除以所述调谐级数总数获得单位级数对应的第一频率调整值；所述第一误差阈值为所述中心频率的1/10；所述第二误差阈值为所述中心频率的1/30；所述第一调谐步长为10个调谐级；所述第二调谐步长为5个调谐级；所述第三调谐步长为1个调谐级。

24、优选地，所述的方法，其中，所述调谐级数总数为256；所述调谐值的可调范围分别与调谐值0至255对应。

25、优选地，所述的方法，其中，在所述步骤s1之后还包括：

26、使用汉宁窗对所述中频信号进行处理，获得经过处理的中频信号，并在所述步骤s2中对所述经过处理的中频信号执行快速傅里叶变换。

27、另一方面，提供了一种实现雷达频率自动调谐的装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如上文任一所述的方法。

28、又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如上文任一所述的方法。

29、上述技术方案具有如下技术效果：

30、本发明实施例的技术方案通过获得混频后的中频信号，对包含回波信号频率信息的中频信号进行快速傅里叶变换，获得中频信号的频率谱，并进而获得中频信号的观测频率即实际接收信号的频率，通过比对实际接收信号的观测频率与雷达当前设置的接收频点来获得频率误差，并根据频率误差来确定自适应调谐步，以使用自适应的步长反复自动地进行调谐直到达到预定的调谐停止条件；本发明实施例的基于实时估计的频率误差来动态调整调谐步长的方法，可以更加精确、快速地对雷达进行频率调谐，使得接收频率与实际的发射频率一致，提高了雷达的工作效果和使用便利性；尤其是在发射频率与预期中心频率出现偏差的情况下，能够根据实际的发射频率来进行实时自动调谐，提高了调谐和雷达工作的准确性；

31、进一步地，本发明的实施例通过利用采样的信号进行fft运算，并结合汉宁窗函数的处理，能够有效地减少频谱泄露，从而能够更精准地估计出频率误差。

技术特征：

1.一种实现雷达频率自动调谐的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s7包括如下至少之一：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s5中，当所述当前调谐值对应的接收频点小于所述观测频率时，则所述调谐方向为正1；当所述当前调谐值对应的接收频点大于所述观测频率时，则所述调谐方向为负1；所述步骤s6中，通过下式来确定新的调谐值：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s5中，根据所述频率误差与预先设定的多个不同的误差阈值之间的大小关系来设置对应的调谐步长。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照如下对应关系来确定调谐步长：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据调谐值的可调范围设定调谐级数总数，使用期望的中心频率除以所述调谐级数总数获得单位级数对应的第一频率调整值；所述第一误差阈值为所述中心频率的1/10；所述第二误差阈值为所述中心频率的1/30；所述第一调谐步长为10个调谐级；所述第二调谐步长为5个调谐级；所述第三调谐步长为1个调谐级。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调谐级数总数为256；所述调谐值的可调范围分别与调谐值0至255对应。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤s1之后还包括：

9.一种实现雷达频率自动调谐的装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种实现雷达频率自动调谐的方法、装置及存储介质，该方法包括：S1，获得混频后的中频信号；S2,对中频信号执行FFT，获得中频信号的频率谱；S3，根据频率谱中峰值位置和FFT的频率分辨率，确定中频信号的观测频率；S4，获得观测频率与接收频点之间的频率误差；S5，确定与所获得的频率误差对应的调谐步长，及确定调谐方向；S6，使用确定的调谐步长和调谐方向对当前调谐值进行调整，获得更新的调谐值，并将更新的调谐值设置为新的当前调谐值；S7，重复步骤S4至S6，直到满足预定的停止调谐条件时，停止调谐。利用上述技术方案，基于实时估计的频率误差来动态调整调谐步长的方法，可以更精确快速地进行频率调谐。

技术研发人员：叶承欢,李海博,康添坚,李淑娥,陈超
受保护的技术使用者：厦门新诺电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15