[发明专利]一种具有抗干扰和多目标识别功能的雷达及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有抗干扰和多目标识别功能的汽车防撞雷达及其检测方法，属于雷达通信技术领域和汽车电子领域。

背景技术

雷达通过发射电磁波对目标进行照射，并接收其回波，根据回波和发射波之间的时间差(延时)、频率变化(多普勒频率)等获得目标的距离、相对速度等信息。然而，有多部雷达在探测范围内同时使用的场合，例如汽车防撞雷达或者汽车自适应巡航控制用的雷达，若它们使用的频段、采用的体制相同(如都是使用76GHz的FMCW雷达)，就会出现多部雷达共存之间的相互干扰问题，如果不在设备上或者计算方法上进行相应的处理，对它们进行辨别，就会得到错误的目标识别结果，产生虚警。因此，对于可能在探测范围内同时使用的同频段同体制的多部雷达，在设计时需要考虑如何抑制雷达之间的相互干扰，消除由此产生的错误目标判断。

针对这一问题，现有公开的技术方案主要有：

中国专利申请“雷达系统中检测干扰的方法和使用该方法的雷达”(公开号为101271157A)和“雷达系统中检测干扰的方法和利用该方法的雷达”(公开号为101271159A)的解决方案都是从接收端着手，分别从时域和频域的角度检测，用检测后计算得到的值与预先设定的阀值(或范围)进行大小比较，判断是否存在其它雷达发射的电磁波干扰，如果存在则校正。这种方法的直接优点是不需要改变原先雷达的结构，代价是增加了接收端信号处理算法的复杂度。再者，这种方法检测的准确程度取决于预先固定的阈值(或范围)，对于汽车行驶的复杂场合，特别是存在多个干扰或者目标的情况，该值(或范围)不具有自适应能力，容易受到混入的各种叠加噪声的影响，其鲁棒性还需要进一步验证。而且，由于需要多个周期才能做出判断，也延长了雷达预警前的时间，最终将影响防撞之前采取制动措施的宝贵时间。

在公开号为101089653A的中国专利申请“近程调频连续波FMCW雷达抗干扰方法”中，采用对不同的雷达分配不同的伪随机编码，用该伪随机编码调制三角形线性调频发射信号的起始频率的方法来抗干扰。这种方法能在一定程度上减少干扰，但本质上而言，当雷达发射信号的调频频率和带宽之和有重叠时，仍然存在雷达之间相互干扰的可能；而且，同时使用的随机分布的这种雷达的数量越多，发生相互干扰的概率越高。

在中国专利201259551Y的中公开了一种能够抗相互间干扰的汽车防撞雷达，发射端有两路毫米波随机二相码发生器，一路用(超)高速伪随机码调相来测距测速；另一路用幅度键控调相载频二次调制，由随机序列控制收/发开关，使收/发信号不重复的、极快的交叉变化，从而达到抗干扰的目的。该发明的整个系统过于复杂。

常用的LFMCW体制汽车防撞雷达还存在一个问题，就是多目标的识别比较困难。对于LFMCW体制汽车防撞雷达，通常是通过对三角形线性调频信号的上、下扫频的中频信号进行频谱分析，得到目标的距离和相对速度信息。当有多个(如N个)目标时，上下扫频的中频信号之间的配对组合是N²种，对应的会得到N²个目标，其中(N²-N)个是虚假目标。

现有的消除LFMCW体制虚假目标的方法通常有两种思路：一是改进波形设计。如“徐涛，金昶明，孙晓玮等.一种采用变周期调频连续波雷达的多目标识别方法[J].电子学报，2002(6)”等，这种变周期的方法将影响雷达检测距离的精度。第二种思路是用算法实现多目标的识别，如“史林，张琳.调频连续波雷达频谱配对信号处理方法[J].西安电子科技大学学报(自然科学版)，2003(4)”等。该频谱配对方法的缺点是算法需要计算上下扫频的中频信号幅度频谱的面积差向量，需要时间；而且算法性能不佳，存在配对错误的情形。而且，现有的这两种解决多目标识别问题的思路都不能同时解决该体制相同频段雷达之间的相互交叉干扰问题。

发明内容

本发明的目的是为解决多部同频段同体制的雷达使用时，相互干扰而产生错判的问题，提供一种具有抗相互干扰和多目标识别功能的汽车防撞雷达及其检测方法。

一种具有抗干扰和多目标识别功能的汽车防撞雷达，包括信号源、定向耦合器、发射天线、接收天线、混频器、滤波放大电路、模数转换模块(ADC)和信号处理电路。其连接关系为：信号源的输出与定向耦合器相连，定向耦合器的输出分别与发射天线和混频器相连，混频器的另一个输入为接收天线，混频器的输出与滤波放大电路连接，滤波放大电路的输出经ADC送至信号处理电路，信号处理电路与信号源互连。