中，跳频波段的四个频率分为f〇 = 24.0810GHz，Π = 24.0817GHz，f 2 = 24.0827GHz，f3 = 24.0882GHz，所述第一预设时间为5.5us，所述第一预设周期为2048个周 期。
[0048] 四个频点形成三个频差，ΔΠ =Π_?? = 0·7ΜΗζ，Af2 = f2-fO = 1.7MHz，Af3 = f3-fO = 7.2MHz,
[0049] 根据不模糊距离公式：
[0050] R = c/(2Af)，其中R表示不模糊距离，c表示光速。
[0051 ] 那么可以得出三个不模糊距离即三个频差的测量距离分别为R1 = 214.3m，R2 = 88.3m，R3 = 20.8m。即三个频差可以对同一目标产生三个距离，但不模糊距离小的第二频 差、第三频差可能模糊，而不模糊距离大的第一频差由于雷达发射功率较小的原因，不会出 现模糊，即不会超出214.3m。也就是第一频差的倍率永远是0,即第一频点距离=第一频点 测量距离+0*R1。根据测距原理:频差小的不模糊距离大，但测距精度差，频差大的不模糊距 离小，但测距精度高。所以用第一频差确定大致距离，即确定第二频差的倍率;再利用第二 频差测量距离和相应的倍率，进一步提高距离精度，确定第三频差的倍率;再利用第三频差 测量距离和相应的倍率，确定最终的精确距离。
[0052]由于是双天线，一个频差可以产生两个距离，即全部可以产生6个测量距离。
[0053]如果某次目标测量相位差解算距离为：
[0054] 74.7397
[0055] 77.6579
[0056] 2.3416
[0057] 1.8210
[0058] 7.3488
[0059] 7.6148
[0060]前两项是第一频差双天线测量的距离，第3、4项是第二频差双天线测量的距离，最 后两项是第三频差双天线测量的距离。经计算，最终结果是：
[0061] 1.0000
[0062] 4.0000 [0063] 90.8151
[0064]第一行是第二频差倍率，第二行是第三频差倍率，最后一行是最终距离。
[0065]又如：
[0066]某目标测量相位差解算距离为：
[0067] 14.6057
[0068] 206.2969
[0069] 12.0614
[0070] 6.4804
[0071] 12.2761
[0072] 11.9324
[0073]经计算，最终结果是：
[0074] 〇.〇〇〇〇
[0075] 〇.〇〇〇〇
[0076] 12.1042
[0077]第一行是第二频差倍率，第二行是第三频差倍率，最后一行是最终距离。
[0078] 所述目标角度采用采用双天线相位差测角法，请参照图4。
[0079] 两天线阵元接收到的信号的空间相位差Φ为：
[0080]
[0081]其中Θ是目标入射角，K0和K1为两个天线，D是天线间距。根据上面公式即可求得目 标角度Θ。
[0082] 因为有四个频点发射信号，双天线求相差，可有4个相差。实际测试4个相差分别 为：
[0083] -199.6397
[0084] -157.5984
[0085] -142.4100
[0086] -125.5804
[0087] 根据实际数据规律，采用中值滤波，即按大小排序，取中间值(奇数个数据求中间 值，偶数个数值中间两个求均值）。根据数据稳定性，直接取第二个，即最终相差：
[0088] -125.5804
[0089]再根据公式（1)，即可求得目标角度Θ。
[0090] 测速根据传统的连续波测速方法：
[0091] fd = 2*v/A
[0092] fd即目标多普勒频率，v是目标速度，λ是目标波长，等于c/f，即光速除以频率。 [0093] fd = fs/2，即目标多普勒频率等于采样频率的一半，由于目标积累点数是2048，并 且目标速度有正负之分，所以多普勒分辨率是f s/2/ (2048/2) = f s/2048。当目标出现在某 个频道K时，目标的fd = fs/2048*K.再根据v = fd*A/2，解算目标速度。
[0094]在实际测量中，某目标频道是94，那么目标速度解算为:52. Om/s。
[0095]在实际应用中，信号处理机可以采用一块电路板，负责全机时序的产生。其核心是 一块DSP芯片，芯片内嵌硬件定时器，并在GPI0 口产生相应脉冲，控制射频电路的时序产生。 这些都脱离DSP的控制，独立运行。DSP内嵌一个12位AD，并且可采16路信号。
[0096] 本发明的近程测距雷达系统和目标测量方法既可以用于靶场测距、测速，也可用 于低空目标跟踪，同时也可用于交通雷达，可以有效进行车辆停车线检测，车辆队列长度检 测，车辆闯红灯检测。同时跟踪和分类多达64个目标(包括车辆、自行车、行人），可以同时覆 盖4条车道甚至更多车道，最远可以测量到240米；自动检测交通流的运行方向；用在交叉路 口，可以检测车辆的存在;可以检测每条车道上车辆的体积、容量、车辆之间的间隔和车辆 的行进状态等。
【主权项】
1. 一种基于近程测距雷达系统的目标测量方法，其特征在于，所述系统包括： 信号发生器，用于产生发射信号； 发射天线，用于发射所述发射信号； 第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号； 第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理 机； 信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机，同时对信号 发生器进行时序控制； 后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果； 所述目标测量方法包括以下步骤： 511、 信号发生器产生多频连续波发射信号，所述多频连续波发射信号包括持续第一预 设周期的跳频波段，所述跳频波段由多个频率不同的连续波组成，所述跳频波段中每个频 率的连续波均持续第一预设时间;所述多频连续波发射信号通过发射天线发射出去； 512、 第一接收机和第二接收机对接收信号进行处理并各自产生一路I、Q信号到信号处 理机，信号处理机采样各个频率的I、Q信号，依次通过FFT处理、门限检测、目标配对、速度解 算、距离解算、角度解算、反射强度计算形成目标参数送到后台处理计算机； 513、 后台计算机对各目标参数进行虚假目标剔除、目标起始、目标跟踪、目标终结、目 标分类、目标统计，得出每一个目标的距离、速度和角度。2. 根据权利要求1所述的目标测量方法，其特征在于，所述跳频波段由4个频率不同的 连续波组成。3. 根据权利要求1或2所述的目标测量方法，其特征在于，所述第一预设时间为5.5us， 所述第一预设周期为2048个周期。4. 根据权利要求1或2所述的目标测量方法，其特征在于，所述第一接收天线、第二接收 天线和所述发射天线分开设置。5. -种近程测距雷达系统，其特征在于，所述系统包括： 信号发生器，用于产生发射信号； 发射天线，用于发射所述发射信号； 第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号； 第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理 机； 信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机，同时对信号 发生器进行时序控制； 后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果。6. 根据权利要求5所述的近程测距雷达系统，其特征在于，所述第一接收天线、第二接 收天线和所述发射天线分开设置。
【专利摘要】本发明涉及一种近程测距雷达系统和基于该系统的目标测量方法，所述系统包括：信号发生器，用于产生发射信号；发射天线，用于发射所述发射信号；第一接收天线和第二接收天线，用于接收接收信号；第一接收机和第二接收机，分别用于解调接收信号，并各产生一路I、Q信号到信号处理机；信号处理机，用于对所述I、Q信号进行处理产生目标参数送到后台计算机，同时对信号发生器进行时序控制；后台计算机，用于对所述目标参数进行处理得到目标测量结果。接收天线采用双通道接收，这样两个接收天线形成两路I、Q信号，能精确测量目标距离和角度。该近程测距雷达系统结构简单、成本低廉。
【IPC分类】G01S11/00, G01S11/10, G01S3/48
【公开号】CN105676212
【申请号】CN201610194512
【发明人】张彦峰
【申请人】安徽四创电子股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月30日