一种调频连续波距离-速度配对处理方法*
2011-06-08潘勇先朱子平
潘勇先,朱子平
(华东电子工程研究所,合肥 230088)
1 引言
线性调频连续波(Linear Frequency-Modulated Continuous Wave,LFMCW)雷达具有体积小、重量轻、结构简单、分辨力高和无距离盲区等优点,但受到处理方法的限制以及调频线性度的影响,通常只能应用于近程测距系统中。另外,单一调频斜率的LFMCW信号存在距离-速度耦合现象,将导致运动目标的测距偏移问题。该问题可通过采用对称LFMCW信号加以解决,但同时也引入了多目标环境下的配对问题[1-2]。
本文通过研究线性调频连续波雷达的信号处理,提出了一种三角调频连续波雷达目标差拍幅度谱中心频率幅度谱值配对方法来校正多普勒频率造成的测距误差,并给出了计算机仿真结果。
2 基本原理
设雷达发射线性调频连续波信号,雷达载频为f0,调频带宽为B,调频间隔为T,正向调制和负向调制交替发射,视频信号的频率与时间关系如图1所示。图1中,发射信号用细实线表示,目标回波信号用粗实线表示,有多普勒频率时的目标回波信号用粗虚线表示[3-4]。
在上扫频段周期内,线性调频连续波雷达发射信号在有效区间Te,up=[-T/2,T/2]可以表示为

其中,f0、A0和φ0,up分别代表发射信号的频率、振幅和随机初相,μ=B/T为调频斜率。
一个匀速运动目标,以径向速度v 接近雷达(以远离雷达方向为正方向),在t=0时刻目标斜距为R0,回波延迟为τ(t),多普勒频率为fd=2v/λ,则接收到的目标回波信号Sr,up(t)在有效区间Te,up(t)内可以表示为

图1 三角调频连续波雷达频率时间关系
其中,常量Kr与目标反射强度和传播衰减有关,φ0,up代表目标反射引起的附加相移,τ(t)=2(R0+vt)/c为目标的延时函数。……
