TDM FMCW雷达设备及设备的信号处理方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115754950A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202210116853.6(22)申请日2022.02.07(30)优先权数据10-2021-01172362021.09.02KR(71)申请人智能雷达系统有限公司地址韩国京畿道(72)发明人金勇在崔正旻(74)专利代理机构北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)11447专利代理师南毅宁(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图9页(54)发明名称TDMFMCW雷达设备及设备的信号处理方法(57)摘要提出了一种解决时分复用(TDM)调频连续波(FMCW)雷达设备中多普勒模糊问题的方法和结构。在由TDMFMCW雷达设备中的一个发射天线发射的波形信号的帧中，对于每个啁啾循环，包括至少三个具有不同周期的连续啁啾。多普勒频率可以从在接收天线处接收到的FMCW雷达信号测量的三个连续啁啾之间的相位差值确定。具有不同周期的至少三个连续啁啾被配置为在啁啾之间的空闲时间或啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。CN115754950ACN115754950A权利要求书1/2页1.一种用于TDMFMCW雷达设备的信号处理方法，所述方法包括：无线发射操作，用于发射FMCW雷达波形信号，所述FMCW雷达波形信号被配置为使得雷达信号的啁啾循环中包括的至少三个连续啁啾具有不同周期；无线接收操作，用于从目标反射的FMCW雷达波形信号中解调基带FMCW雷达信号，对所述基带FMCW雷达信号和发射信号之间的差异信号进行采样，将所述差异信号变换为数字信号并输出；频谱分析操作，用于从所述无线接收操作中输出的信号确定并输出拍频和多普勒频率；和多普勒频率确定操作，用于测量在所述无线接收操作中接收的具有不同周期的至少三个连续啁啾之间的相位差，并根据测量值和所述频谱分析操作中输出的多普勒频率确定并输出真实多普勒频率。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述无线发射操作中发射的FMCW雷达波形信号被配置为使得所述至少三个连续啁啾在啁啾之间的空闲时间和啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少三个连续啁啾被配置为使得所述空闲时间的啁啾间差值和所述斜坡时间的啁啾间差值之和受目标的目标最大检测率限制。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述频谱分析操作包括：距离FFT处理操作，用于将所述无线接收操作中输出的数字信号变换为以啁啾为单位的频域信号并输出所述频域信号；多普勒FFT处理操作，用于将所述距离FFT处理操作中输出的频域信号的相同频率分量再次变换为频域信号，并输出所述频域信号；距离估计操作，用于根据所述距离FFT处理操作中输出的信号确定并输出拍频；和多普勒估计操作，用于根据所述多普勒FFT处理操作中输出的信号确定和输出多普勒频率。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述多普勒频率确定操作中，从在所述无线接收操作中输出的至少三个连续啁啾信号中，测量啁啾之间的相位差，并确定理论计算的相位差值与所测量的相位差值具有最相似的值的多普勒频率，并将其输出为真实多普勒频率。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多普勒频率确定操作包括：相位差测量操作，用于测量具有不同周期且包含在所述啁啾循环中的所述至少三个连续啁啾信号之间的相位差；搜索距离计算操作，用于通过待检测目标的最大多普勒频率与从距离多普勒频谱中得到的最大多普勒频率的比率来确定混叠频谱的多普勒频率的搜索距离；和多普勒频率搜索操作，用于从所述混叠频谱的多普勒频率中确定并输出理论计算的相位差值与测量的相位差值最相似的多普勒频率。7.一种TDMFMCW雷达设备，包括：无线发射机，其被配置为发射FMCW雷达波形信号，所述FMCW雷达波形信号被配置为使得雷达信号的啁啾循环中包括的至少三个连续啁啾具有不同周期；无线接收机，其被配置为从目标反射的FMCW雷达波形信号解调基带FMCW雷达信号，对2CN115754950A权利要求书2/2页所述基带FMCW雷达信号和发射信号之间的差异信号进行采样，并将所述差异信号变化为数字信号并输出；频谱分析仪，其被配置为从所述无线接收器输出的信号中确定并输出拍频和多普勒频率；和多普勒频率确定器，其被配置为测量由所述无线接收机接收的具有不同周期的至少三个连续啁啾之间的相位差，并根据测量值和所述频谱分析仪输出的多普勒频率确定并输出真实多普勒频率。8.根据权利要求7所述的TDMFMCW雷达设备，其中从所述无线发射机发射的FMCW雷达波形信号被配置为使得所述至少三个连续啁啾在啁啾之间的空闲时间和啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。9.根据权利要求8所述的TDMFMCW雷达设备，其中所述至少三个连续啁啾被配置为使得所