[发明专利]一种24GHz连续波雷达测角方法

说明书

本发明公开了一种24GHz连续波雷达测角方法，属于雷达测量领域。雷达发射锯齿状的线性调频信号，它是由连续的线性调频脉冲串组成。天线采用1个发射阵元和8个均匀分布接收线阵组成，对每个接收阵元的每个线性调频连续波脉冲的差拍信号做FFT运算，得到差拍频谱谱峰对应相位信息，根据8个接收天线的相位信息做数字波束形成运算得到Ysubgt;1/subgt;(θsubgt;n/subgt;)。对每个脉冲所得的波束形成Ysubgt;i/subgt;(θsubgt;n/subgt;)积累得到Y(θsubgt;n/subgt;)，测得目标的角度为θsubgt;n/subgt;。本发明通过差拍信号得到多个接收阵元间的相位方向矢量信息，通过数字波束形成的方式测量目标角度，提高了测角的精度。

技术领域

本发明属于雷达测量领域，具体涉及一种24GHz连续波雷达测角方法。

背景技术

目前24GHz雷达通常采用一发双收的模式，通过双天线相位差方法测角。这种方法测角精度受噪声、杂波影响较大，目标回波信噪比低时雷达测角精度差，严重影响了雷达的测角性能。

发明内容

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种24GHz连续波雷达测角方法。天线采用1个发射阵元和8个均匀分布接收线阵组成，该方法包括如下步骤：

步骤1：雷达发射线性调频连续波，8个接收阵元同时接收回波，进行混频、模拟滤波放大后，ADC并行采集8个接收阵元的差拍信号，得到：

s(m,i)i∈[1,128],m∈[1,8]

其中，m为接收单元序号，i为线性调频连续波重复周期序号；

步骤2：分别对s(m,1),m∈[1,8]信号进行FFT运算，分别得到频谱MagR(m,1),m∈[1,8]；

步骤3：对频谱MagR(m,1),m∈[1,8]进行非相参积累，得到频谱MagR_acc，对MagR_acc进行CFAR检测得到频谱峰值点，分别得到谱峰位置对应的相位信息phi(m),m＝1...8；

步骤4：根据相位信息phi(m)进行数字波束形成得到Y₁(θ_n),θ_n∈[-60°,60°]；

步骤5：分别对s(m,i),i＝2...128进行步骤2～4得到Y_i(θ_n)，然后将Y₁(θ_n)～Y₁₂₈(θ_n)进行积累得到Y(θ_n)，当θ_n＝θ₀时输出响应|Y(θ)|最大，测得目标的角度为θ_n。

进一步，所述单个接收阵元的单个线性调频周期内的差拍信号，具体表示为：

对于均匀分布接收阵元，由于阵元间距d＜＜R₀，各接收阵元间的电磁波存在里程差ΔR，因此各接收阵元间的信号存在相位差

其中：θ为入射角度、c为光速传播速率，d为阵元间距。

进一步，所述步骤4中根据相位信息phi(m)进行数字波束形成得到Y₁(θ_n)，方法为：

当有入射角为θ₀的平面波照射时，取S(θ₀)为接收信号矢量，其元素为第m个阵元接收的信号，则一维均匀分布的元线阵合成的输出为：