一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器及識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于：所述的識(shí)別器為頻率合成器產(chǎn)生捷變頻連續(xù)信號(hào)被調(diào)制成脈沖信號(hào)后經(jīng)上變頻處理為毫米波信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后發(fā)射出去；天線接收雷達(dá)回波信號(hào)至環(huán)形器，再送到混頻器中，高頻回波脈沖與高穩(wěn)定本振產(chǎn)生的等幅高頻電壓混頻，將信號(hào)降為中頻經(jīng)過中頻放大器，由A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)中頻信號(hào)直接采樣，當(dāng)完整的一串脈沖的回波信號(hào)采樣完成后存入存儲(chǔ)單元，再經(jīng)過信號(hào)處理單元測(cè)出目標(biāo)的個(gè)數(shù)、速度、方向等信息發(fā)送給報(bào)警執(zhí)行單元。由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、提高對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)距、測(cè)角精度；2、無需增加過多的硬件，生產(chǎn)成本較低。
【專利說明】一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器及識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及毫米波雷達(dá)，特別涉及一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器及識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的車載毫米波雷達(dá)都是用調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)體制的。該方法首先通過發(fā)射毫米波段的調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)，再接收的目標(biāo)回波中計(jì)算目標(biāo)的個(gè)數(shù)和速度。調(diào)制波形產(chǎn)生器控制調(diào)制振蕩器產(chǎn)生FMCW信號(hào)，經(jīng)定向耦合器傳輸給天線發(fā)送出去，接收天線接收雷達(dá)回波傳輸給混頻器，再經(jīng)過混頻、濾波生成中頻信號(hào)，中頻信號(hào)經(jīng)過A/D采樣之后送入數(shù)字芯片處理計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搜索和測(cè)距，運(yùn)算結(jié)果發(fā)給控制器，控制器使聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0003]這種FMCW體制的毫米波雷達(dá)具有高信噪比、低副瓣的良好性能。但是對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)來說，該方法測(cè)距、測(cè)角的誤差較大。為了減小誤差如果選取較大的頻偏，即當(dāng)發(fā)射毫米波信號(hào)的時(shí)寬T已確定時(shí)，應(yīng)取較大的頻偏B。由此帶來的數(shù)字處理所必需的A/D采樣難以實(shí)現(xiàn)；另外，在近距離時(shí)，發(fā)射信號(hào)脈寬有限，在短時(shí)間內(nèi)調(diào)制大帶寬也很困難。若是通過提高時(shí)寬T來獲得較大的頻偏B，勢(shì)必會(huì)提高雷達(dá)發(fā)射功率。
[0004]針對(duì)上述情況，提供一種新型的車載毫米波雷達(dá)，提高對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)距、測(cè)角精度是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器及識(shí)別方法，以達(dá)到提高對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)距、測(cè)角精度的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于:所述的識(shí)別器為頻率合成器產(chǎn)生捷變頻連續(xù)信號(hào)被調(diào)制成脈沖信號(hào)后經(jīng)上變頻處理為毫米波信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后發(fā)射出去；天線接收雷達(dá)回波信號(hào)至環(huán)形器，再送到混頻器中，高頻回波脈沖與高穩(wěn)定本振產(chǎn)生的等幅高頻電壓混頻，將信號(hào)降為中頻經(jīng)過中頻放大器，由A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)中頻信號(hào)直接采樣，當(dāng)完整的一串脈沖的回波信號(hào)采樣完成后存入存儲(chǔ)單元，再經(jīng)過信號(hào)處理單元測(cè)出目標(biāo)的個(gè)數(shù)、速度、方向等信息發(fā)送給報(bào)警執(zhí)行單元。
[0007]所述的環(huán)形器接收的回波信號(hào)經(jīng)過低噪聲高頻放大器放大后送到混頻器。
[0008]所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)中頻信號(hào)采樣完成后經(jīng)過正交檢波單元獲得同相和正交的兩路正交信號(hào)送入存儲(chǔ)單元。
[0009]所述的信號(hào)處理單元為正交信號(hào)依次經(jīng)過速度補(bǔ)償單元、脈沖壓縮單元、一維距離像單元。
[0010]所述的頻率合成器、高穩(wěn)定本振通過兩組上變頻和功率放大器分別輸入環(huán)形器、混頻器。[0011]一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器的識(shí)別方法，其特征在于:所述的識(shí)別方法為識(shí)別器的毫米波頻率步進(jìn)雷達(dá)發(fā)射一幀載頻依次增加的相參脈沖序列信號(hào)；對(duì)于天線接收回來的信號(hào)通過傅里葉逆變換進(jìn)行測(cè)距，再利用脈沖多普勒所得的精確速度補(bǔ)償頻率步進(jìn)的測(cè)距誤差，得出目標(biāo)的精確距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)速、測(cè)距。
[0012]一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器及識(shí)別方法，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1、提高對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)距、測(cè)角精度；2、無需增加過多的硬件，生產(chǎn)成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0014]圖1為本發(fā)明一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0015]圖2為本發(fā)明一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器信號(hào)處理單元的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0016]圖3為本發(fā)明一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器頻率步進(jìn)信號(hào)中各子脈沖的頻譜圖；
[0017]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中FMCW體制雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0018]在圖1-2中，1、高穩(wěn)定本振；2、頻率合成器；3、上變頻；4、功率放大器；5、天線；6、環(huán)形器；7、混頻器；8、中頻放大器；9、A/D轉(zhuǎn)換模塊；10、正交檢波單元；11、存儲(chǔ)單元；12、信號(hào)處理單元；13、報(bào)警執(zhí)行單元；14、速度補(bǔ)償單元；15、脈沖壓縮單元；16、一維距離像單
J Li ο
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1-2所示，本發(fā)明中為頻率合成器2產(chǎn)生捷變頻連續(xù)信號(hào)被調(diào)制成脈沖信號(hào)后經(jīng)上變頻3處理為毫米波信號(hào)，經(jīng)功率放大器4放大后發(fā)射出去；天線5接收雷達(dá)回波信號(hào)至環(huán)形器6，再送到混頻器7中，高頻回波脈沖與高穩(wěn)定本振I產(chǎn)生的等幅高頻電壓混頻，將信號(hào)降為中頻經(jīng)過中頻放大器8，由A/D轉(zhuǎn)換模塊9對(duì)中頻信號(hào)直接采樣，當(dāng)完整的一串脈沖的回波信號(hào)采樣完成后存入存儲(chǔ)單元11，再經(jīng)過信號(hào)處理單元12測(cè)出目標(biāo)的個(gè)數(shù)、速度、方向等信息發(fā)送給報(bào)警執(zhí)行單元13。
[0020]環(huán)形器6接收的回波信號(hào)經(jīng)過低噪聲高頻放大器放大后送到混頻器7。A/D轉(zhuǎn)換模塊9對(duì)中頻信號(hào)采樣完成后經(jīng)過正交檢波單元10獲得同相和正交的兩路正交信號(hào)送入存儲(chǔ)單元11。信號(hào)處理單元12為正交信號(hào)依次經(jīng)過速度補(bǔ)償單元14、脈沖壓縮單元15、一維距離像單元16。頻率合成器2、高穩(wěn)定本振I通過兩組上變頻3和功率放大器4分別輸入環(huán)形器6、混頻器7。
[0021]本發(fā)明所要闡述的識(shí)別方法為識(shí)別器的毫米波頻率步進(jìn)雷達(dá)發(fā)射一幀載頻依次增加的相參脈沖序列信號(hào)；對(duì)于天線5接收回來的信號(hào)通過傅里葉逆變換進(jìn)行測(cè)距，再利用脈沖多普勒所得的精確速度補(bǔ)償頻率步進(jìn)的測(cè)距誤差，得出目標(biāo)的精確距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)速、測(cè)距。
[0022]本發(fā)明的信號(hào)基本形式為毫米波頻率步進(jìn)雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)是一幀載頻依次增加的相參脈沖序列，設(shè)步進(jìn)信號(hào)的總帶寬為B，脈沖個(gè)數(shù)為N，脈沖寬度為TP，脈沖重復(fù)周期為Tr，頻率進(jìn)步量為Af，第一個(gè)子脈沖的中心載頻為fO，則雷達(dá)發(fā)射的脈沖序列的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于:所述的識(shí)別器為頻率合成器(2)產(chǎn)生捷變頻連續(xù)信號(hào)被調(diào)制成脈沖信號(hào)后經(jīng)上變頻(3)處理為毫米波信號(hào)，經(jīng)功率放大器(4)放大后發(fā)射出去；天線(5)接收雷達(dá)回波信號(hào)至環(huán)形器(6)，再送到混頻器(7)中，高頻回波脈沖與高穩(wěn)定本振(I)產(chǎn)生的等幅高頻電壓混頻，將信號(hào)降為中頻經(jīng)過中頻放大器(8)，由A/D轉(zhuǎn)換模塊(9)對(duì)中頻信號(hào)直接采樣，當(dāng)完整的一串脈沖的回波信號(hào)采樣完成后存入存儲(chǔ)單元(11)，再經(jīng)過信號(hào)處理單元(12)測(cè)出目標(biāo)的個(gè)數(shù)、速度、方向等信息發(fā)送給報(bào)警執(zhí)行單元(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于:所述的環(huán)形器(6)接收的回波信號(hào)經(jīng)過低噪聲高頻放大器放大后送到混頻器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于:所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊(9)對(duì)中頻信號(hào)采樣完成后經(jīng)過正交檢波單元(10)獲得同相和正交的兩路正交信號(hào)送入存儲(chǔ)單元(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于:所述的信號(hào)處理單元(12)為正交信號(hào)依次經(jīng)過速度補(bǔ)償單元(14)、脈沖壓縮單元(15)、一維距離像單元(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器，其特征在于:所述的頻率合成器(2 )、高穩(wěn)定本振(I)通過兩組上變頻(3 )和功率放大器(4 )分別輸入環(huán)形器(6 )、混頻器(7)。
6.一種車載毫米波雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別器的識(shí)別方法，其特征在于:所述的識(shí)別方法為識(shí)別器的毫米波頻率步進(jìn)雷達(dá)發(fā)射一幀載頻依次增加的相參脈沖序列信號(hào)；對(duì)于天線(5)接收回來的信號(hào)通過傅里葉逆變換進(jìn)行測(cè)距，再利用脈沖多普勒所得的精確速度補(bǔ)償頻率步進(jìn)的測(cè)距誤差，得出目標(biāo)的精確距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)速、測(cè)距。
【文檔編號(hào)】G01S13/58GK103529444SQ201310451869
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王桂麗 申請(qǐng)人:安徽師范大學(xué)