技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種FMCW雷達測距的方法和裝置。

背景技術

FMCW(Frequency?Modulated?Continuous?Wave，頻率調制連續波)雷達通過發射天線向外發射一列連續調頻毫米波，利用接收天線接收來自目標的反射信號，根據接收信號與發射信號的時間差來測量目標物體的距離。FMCW雷達已經提出很多年了，但這種雷達由于受泄漏調制波的影響，作用距離比較小。

當調制波形為鋸齒波時，設鋸齒波周期為T，由此產生的調頻信號掃頻帶寬為ΔF。發射機發射信號f_t，頻率也用f_t表示；回波信號f_r，頻率也用f_r表示；相對于f_t，f_r延遲了t_τ時間，t_τ＝2R/c。發射信號與回波信號經混頻器混頻輸出中頻信號IF，且f_IF＝|f_t-f_r|。FMCW雷達測距距離分辨率公式為：其中R為距離，c為光速，T為周期，f_IF為中頻頻率，ΔF為調頻信號掃頻帶寬。可以看出，可見，R與f_IF成正比，如果能夠測出中頻頻率f_IF，也就可以得出R，距離分辨率僅受調制帶寬影響，在帶寬不變的情況下，為了提高測距精度，可以采用對快速傅里葉變換(FFT)得到的頻譜校正的方法來提高頻率精度，進而提高測距精度。

目前頻譜校正的方法有多種，相位差法是其中一種比較好的方法。但是相位差法對頻譜干涉現象很敏感，對相位差法的測量結果會產生不利影響。因此目前FMCW雷達使用相位差法進行頻譜校正進行測距誤差很大，有必作進一步的改進。

發明內容

本發明要解決的主要技術問題是，提供一種FMCW雷達測距的方法和裝置，提高了測距的精度。

為解決上述技術問題，本發明提供一種FMCW雷達信號測距的方法，包括步驟：

對經過A/D采樣后的FMCW雷達中頻信號進行頻譜分析；

判斷FMCW雷達中頻信號的頻譜是否滿足相位差法校正條件；

如果滿足則應用相位差法進行頻譜校正，獲得校正的中頻頻率，并根據校正后的中頻頻率計算距離；如果不滿足，則利用頻譜分析后獲得的中頻頻率計算距離。

一實施例中，在FMCW雷達中頻信號進行頻譜分析之前還包括過濾FMCW雷達中頻信號中的泄漏調制波的步驟。

一實施例中，在FMCW雷達中頻信號進行頻譜分析之前還進一步包括去噪步驟，具體為：將FMCW雷達中頻信號分為兩路，一路延時Δt送往自適應濾波器，將自適應濾波器輸出信號與另一路的原始信號相減，得到的結果再反饋給自適應濾波器，自適應濾波器輸出的信號即為去噪信號。

一實施例中，經過濾波和去噪后，進行頻譜分析之前還包括去掉雷達中頻信號中的不良頻率時間段的步驟。

一實施例中，通過對雷達中頻信號進行時域截斷來去掉雷達中頻信號中的不良頻率時間段。

一實施例中，對FMCW雷達中頻信號進行時域截斷具體為：將頻譜相鄰兩個抽樣點相減再取絕對值，判斷絕對值是否大于預設閾值，如果是，則檢測到不良頻率時間段的起點，去除起點之后預設時間長度的一小段信號。

一實施例中，在對中頻信號進行頻譜分析步驟中通過快速傅里葉變換算法對FMCW雷達中頻信號進行頻譜分析。

一實施例中，判斷FMCW雷達中頻信號是否滿足相位差法校正條件為：搜索快速傅里葉變換得到的最大峰值譜線和次最大譜線，測量最大峰值譜線和次最大譜線的相位，判斷最大譜線和次最大譜線的相位差的絕對值與180°相減的絕對值是否在預設范圍之內，如果是則滿足相位差法校正條件。

一實施例中，所述根據校正后的中頻頻率計算得到距離具體為：將兩段經過快速傅里葉變換后的頻譜譜線幅度最大值處的相位相減，得到相位差，從相位差中提取出諧波的中頻頻率，并根據校正后的中頻頻率計算距離；所述利用頻譜分析后獲得的中頻頻率計算距離具體為：將經過快速傅里葉變換后頻譜譜線幅度最大值處的頻率作為中頻頻率，根據所述中頻頻率計算距離。

一種FMCW雷達測距裝置，包括頻譜分析模塊、相位檢測模塊和距離計算模塊，其中：

頻譜分析模塊，用于對FMCW雷達中頻信號進行頻譜分析；

相位檢測模塊，用于判斷經過頻譜分析后的雷達中頻信號的頻譜是否滿足相位差檢測條件；