[发明专利]一种基于曲线拟合的调频连续波测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于曲线拟合的调频连续波测距方法，属于调频连续波测距技术领域。

背景技术

调频连续波测距系统在高度表、液位测量、防撞雷达、引信等领域有着广泛应用。在此类系统中，发射线性调频信号，射频信号在碰到目标后产生回波，由于回波信号滞后，回波信号频率和发射信号频率之间存在差频，该差频和目标距离之间存在固定关系，准确检测该差频即可准确测距。

目前差频检测方法一般采用快速傅里叶变换（FFT）算法，即选一种窗函数取一段差频信号做FFT，得到其频谱，选取幅值最大的谱线对应频点作为差频估计值，再根据差频和目标距离间的关系，计算出目标距离。

差频检测方法受限于调制频偏以及射频前端器件的影响，当发射机、接收机与目标距离较近时无法利用差频检测方法准确测距，存在测距盲区，而且差频检测方法在效果评估时无法测量脱靶量。

发明内容

本发明的目的是为解决传统调频连续波测距方法存在测距盲区和无法测量脱靶量的缺点，提出一种基于曲线拟合的调频连续波测距方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于曲线拟合的调频连续波测距方法，利用现有差频检测方法，根据差频与目标距离间的关系，计算出三个点以上的目标距离，拟合成曲线，结合与目标位置间的几何关系，求得目标近距离的距离信息以及脱靶量。具体步骤如下：

步骤一、将射频前端在一个观测点检测到的差频实信号变为差频复信号。

采用常规方法，例如在射频电路部分采用正交混频获得复信号，或是在模拟数字转换器(ADC)采样差频信号后，利用Hilbert变换获得复信号。

步骤二、进行规则区信号提取和复制。

具体方法有两种，第一种为：取步骤一得到的差频复信号中规则区内的部分，记为s₀(n)，T₁为每个调制周期规则区的持续时间，Fs是采样频率。将s₀(n)复制N份(综合考虑期望的距离分辨率和系统的运算能力，选取N的值)，记为

s(n)=Σk=0N-1sk(n),]]>k=0,1,…,N-1。

第二种为：提取步骤一得到的差频复信号中连续N个调制周期规则区持续时间T₁内的部分，记为s(n)=Σk=0N-1sk(n),0≤n≤NT1-1,]]>k=0,1,…,N-1。

步骤三、进行信号处理及拼接。