[发明专利]线性调频连续波雷达测距的信号处理方法

权利要求书

1.一种线性调频连续波雷达测距的信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对差拍信号s(t)进行离散采样，得到离散差拍信号s(n)；

步骤2：对所述的离散差拍信号s(n)进行离散傅里叶变换得到频谱F(n)，通过频谱幅值比较得到分量个数K以及各分量的初始化频率，分别记为

步骤3：由分量个数K判定是否为单分量信号，若是，则跳到步骤4执行，若否，则对差拍信号进行信号分解，得到K个独立分量，分别记为s₁,…,s_i,…s_K；

步骤4：对各个分量依次进行精确的频率参数估计；

步骤5：由雷达差拍信号各个分量的频率估计值计算目标距雷达的距离；

所述步骤4包括：

步骤4.1：根据测距精度要求，确定细化频率分辨率，如下式所示：

式中：Δr为所需的距离分辨精度，c为电磁波在介质中的传播速度，B为雷达信号源扫频带宽，N为采样点数；

步骤4.2：选定各分量频率估计的区间，即第i个分量的频率估计区间为：

其中f_s为采样频率；

步骤4.3：利用希尔伯特变换或者结合正交双通道的差拍信号，求得各分量差拍信号的复数解析信号，记为S_i(n)；其中，S_i(n)表示第i个分量的复数解析信号，i的取值范围为1,…,K；

步骤4.4，求取各分量的频率估计值；具体地，

通过解调算子e^-j2πft寻找取得频谱集中性最好的频率参数值，如下式所示：

其中f_{est_i}为第i个分量的频率估计值，表示寻找中取得最大值的参数f，abs(·)表示复数幅值运算，t表示时间分量。

2.根据权利要求1所述的线性调频连续波雷达测距的信号处理方法，其特征在于，所述步骤2中通过频谱幅值比较得到分量个数K以及各分量的初始化频率是指：

对离散频谱F(n)进行取模处理，将取模结果记为序列{|F(0)|,|F(1)|,…,|F(N-1)|}，判定序列{|F(0)|,|F(1)|,…,|F(N-1)|}的极大值点，并筛选出大于或等于特定阈值的极大值点，将筛选出的极大值点的个数即分量的个数记为K，筛选出的极大值点的序号对应的频率为初始化频率，具体为：

式中：为第i个分量的初始化频率，m为筛选出的第i个极大值点在序列{|F(0)|,|F(1)|,…,|F(N-1)|}中的序号；N表示采样点数，f_s表示采样频率。

3.根据权利要求2所述的线性调频连续波雷达测距的信号处理方法，其特征在于，步骤2中所述特定阈值的确定准则如下：

根据实际距离探测的先验知识确定雷达发射波覆盖的处于不同距离分布的可识别目标物体的个数，将所述个数作为分量个数K，取极大值点中按值从大到小排列的前K个极大值点，将此K个极大值点对应的极大值中的最小值设置为阈值；

当先验知识不明确时，根据实际测距中目标分辨能力的要求，设定阈值为序列{|F(0)|,|F(1)|,…,|F(N-1)|}平均值的多倍值。