[发明专利]线性调频雷达中的直接无多普勒速度测量

说明书

使用从多个发射元件中的每一个发射线性频率调制啁啾并且接收所得反射的雷达来估计目标速度的方法和系统。该系统还包括处理器，处理器处理一次从啁啾帧产生的反射，并且基于确定用于移动指定距离的目标的啁啾帧的数量来计算速度。处理器通过执行范围快速傅里叶变换(FFT)来处理反射，使得指定距离是由距离单元跨越的范围，并且每个啁啾帧是多个发射元件中的每一个的啁啾传输。

介绍

本发明涉及线性调频(LFM)雷达中的直接无多普勒速度测量。

雷达系统在需要目标检测和跟踪的应用中具有广泛使用。LFM雷达发射带有频率的脉冲，带有指定斜率的频率随时间增加或减小。发射信号可以称为啁啾。LFM雷达以给定脉冲重复间隔发射给定脉冲持续时间的啁啾。目标速度可以根据多普勒频移来确定，多普勒频移根据从所发射啁啾产生的反射来确定。然而，当最大可分辨速度随着脉冲重复间隔减小而增大时，多普勒分辨率增加。因此，期望提供确定目标速度的替代方法。

发明内容

在一个示例性实施例中，估计目标速度的系统包括从多个发射元件中的每一个发射线性频率调制啁啾并且接收所得反射的雷达。该系统还包括处理器，处理器处理一次从啁啾帧产生的反射，并且基于确定用于移动指定距离的目标的啁啾帧的数量来计算速度。处理器通过执行范围快速傅里叶变换(FFT)来处理反射，使得指定距离是由距离单元跨越的范围，并且每个啁啾帧是多个发射元件中的每一个的啁啾传输。

在另一示例性实施例中，估计目标速度的方法包括从雷达的多个发射元件中的每一个发射线性频率调制啁啾，以及接收从雷达处的啁啾产生的反射。该方法还包括使用处理器来处理一次从啁啾帧产生的反射，以基于确定用于移动指定距离的目标的啁啾帧的数量来计算目标速度。啁啾帧的处理包括执行范围快速傅里叶变换(FFT)，使得指定距离是由距离单元跨越的范围，并且每个啁啾帧是多个发射元件中的每一个的啁啾传输。

当结合附图时，通过以下详细描述上述特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。

附图说明

其它特征、优点和细节仅作为示例出现在以下对实施例的详细描述中，详细描述参照附图，其中：

图1是根据一个或多个实施例的获得目标速度的系统的框图；

图2描绘了根据一个或多个实施例的示例性啁啾；

图3示出了两个频率区段和与不同反射的每个频率区段相关联的示例性能量级别；

图4示出了两个距离单元和与参照图3讨论的两个不同反射的每个距离单元相关联的示例性能量级别；以及

图5是根据一个或多个实施例的确定目标速度的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述在性质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应该理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相似或相应的零件和特征。

如前所述，目标速度可以根据多普勒频移来确定。通常经由所发射啁啾与所接收反射之间的相位差来测量多普勒频移。啁啾持续时间确定所需延迟时间以及限制可以发射的啁啾数量的最大雷达范围。这反过来影响给定最大范围的多普勒分辨率，多普勒分辨率影响可以解决的最大速度。速度v由下式给出：

帧持续时间(T_f)由啁啾数量的乘积给出，啁啾持续时间是光速(3×10⁸米/秒)，f_c是载波频率(例如，汽车雷达应用的77×10⁹)。在汽车实例中，c/4f_c将在10^-3的量级上。帧持续时间与多普勒频率分辨率成反比。因此，最小化帧持续时间提高了多普勒频率分辨率。然而，帧持续时间必须至少足够长以适应每个发射元件的啁啾传输。