LFMCW雷达高精度测距相位差改进算法*
2021-08-02朱国富
雷达科学与技术 2021年3期
关键词:信号
刘 上, 朱国富, 王 玲, 陆 军
(1. 湖南大学电气与信息工程学院, 湖南长沙 410082; 2. 湖南大学信息科学与工程学院, 湖南长沙 410082;3. 湖南太康电子信息技术有限公司, 湖南长沙 410012)
0 引言
近年来,随着中国基础设施建设的振兴与发展,大型工程不断推进,雷达高精度测距技术在建筑物形变监测、湖泊液位测量、自动化汽车、目标高精度定位等方面被广泛应用。线性调频连续波雷达因具有结构简单、测距分辨率高、抗噪声能力强等特点被逐渐应用在高精度测距领域中。
线性调频连续波雷达对单个静止目标高精度测距的关键技术是准确得到回波信号与发射信号混频后差拍信号的频率,从而获得高精度的测距信息。现有的高精度频率测量方法主要有以下几大类:比值法、基于FFT的频谱细化算法、相位差法。典型的比值法有Rife算法[1]、Quinn算法[2-4]、Grandk算法等,这些算法利用频谱峰值附近多条谱线的幅度比值对频率进行校正,但接近量化频率点时误差较大,文献[5-7]都针对这个问题进行了改进,但运算量大幅增加,且精度提高有限。基于FFT的频谱细化算法首先使用少量点数FFT算法作粗估计,然后再用细化算法对频谱的局部进行放大作细估计,主要方法有补零FFT、CZT、Zoom-FFT[8],FFT+FT连续细化法[9-10]等,但若要达到理论精度,需要牺牲指数倍的运算量和采样时间,对于工程应用非常不利。
上述两种测量方法均以信号谱线作为频率估计参数,没有引入相位信息作为参数,文献[1]分别给出了以信号谱线和相位两种参数测量方法的克拉美罗下界,后者的估计下界远低于前者。……
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