[发明专利]一种调频间断连续波雷达缓和相互干扰方法

说明书

本发明提供一种调频间断连续波（FMICW）雷达缓和相互干扰方法。利用FMICW雷达信号波形的间断性，发送端对扫频周期内的每一个脉冲段附加一个随机初始相位，接收端用该发送信号对回波信号做混频可消除该附加随机初始相位对本机的影响。由于所述附加初始相位的随机性，不同雷达间的接收信号和本地信号将会分别经过不同初始相位的调制和解调制，实现对接收到的干扰信号功率进行衰减。进一步地，本发明使用真随机数产生器根据回波信号的噪声频谱产生多相随机初始相位，由于噪声频谱的随机性和各雷达噪声频谱的不相关性，所述附加初始相位具有真随机数的不可重复性和非周期性，从而实现干扰信号和本地信号在相位上的进一步失配，使得接收到的干扰信号功率被更大限度地衰减。

【技术领域】

本发明涉及调频间断连续波(FMICW)雷达技术领域，特别涉及一种采用真随机数对扫频周期内的脉冲段添加随机初始相位以缓和FMICW雷达信号的相互干扰方法。

【背景技术】

调频连续波(FMCW)雷达因其低峰值功率，高距离分辨率等优点而得到广泛应用。FMCW雷达的主要缺点是要求接收机和发射机之间有良好的功率隔离。调频间断连续波(FMICW)体制采用单个收发共用天线，利用天线收发开关在扫频周期内切换发送和接收模式，可以有效降低收发功率隔离度要求和系统成本。图1为FMICW雷达发送和接收信号时频示意图。图中f_o为载波频率,B为扫频带宽,T为扫频周期,T_c为收发开关周期(即脉冲段周期)，τ为发送时间(即脉冲宽度)。可以看出在每一个扫频周期T内，FMICW发送和接收信号均为周期性的脉冲段。在接收端数字信号处理模块对回波信号的差频信号(即混频和低通滤波后信号)做处理(比如频谱分析)即可获得目标距离，速度，方位等参数信息。虽然与调频连续波雷达在原理和处理方式上类似，但是由于发送和接收波形的间断，FMICW雷达信号具有诸多特性。这些特性可以用来改善系统的某些性能。

随着相同频段雷达数量的增加，雷达信号之间的相互干扰将会严重影响雷达的正常工作。比如在汽车应用中，迎面而来的汽车会直接干扰本汽车的雷达。同样，配备后向探测雷达的汽车会对其后方汽车的前向探测雷达产生干扰。调频间断连续波雷达间的相互干扰会导致两个主要问题：幽灵目标和本底噪声的增加。幽灵目标会增加虚警概率，本底噪声会降低雷达检测灵敏度。

【发明内容】

为了克服现有FMICW雷达技术中相互干扰大的缺陷，本发明提供一种调频间断连续波雷达缓和相互干扰方法。本发明利用FMICW雷达信号波形的间断性在扫频周期内引入随机性,达到增强系统抗干扰能力的目的。发送端对扫频周期内的每一个脉冲段附加一个随机初始相位，接收端用该发送信号(即本地信号) 对回波信号做混频即可消除该附加随机初始相位对本机的影响。然而，由于所述附加初始相位的随机性，不同雷达间的接收信号和本地信号将会分别经过不同初始相位的调制和解调制，实现对接收到的干扰信号功率进行衰减。进一步地，本发明使用真随机数产生器根据回波信号的噪声频谱产生多相随机初始相位，由于噪声频谱的随机性和各雷达噪声频谱的不相关性，所述附加初始相位具有真随机数的不可重复性和非周期性，从而实现干扰信号和本地信号在相位上的进一步失配，使得接收到的干扰信号功率被更大限度地衰减。

本发明的技术方案如下，一种调频间断连续波雷达缓和相互干扰方法，包含以下步骤：

步骤1：初始化过程，产生第一个扫频周期发送信号脉冲段所需的N个M元随机数{c_n，n＝0，1，…N-1}，这里M为大于等于2的整数，N为一个扫频周期内的脉冲段数目，即

N＝floor(T/T_c)

其中，T为扫频周期,T_c为收发开关周期，floor(x)为高斯符号(即取不大于x 的最大整数)，其中，随机数{c_n，n＝0，1，…N-1}为一组动态随机数，在每一个扫频周期是随机产生。