一种基于MIMO汽车雷达的速度解模糊方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108594233A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810376216.6(22)申请日2018.04.24(71)申请人森思泰克河北科技有限公司地址050000河北省石家庄市鹿泉经济开发区御园路99号西孵化楼三楼(72)发明人秦屹郑远(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人陈斐(51)Int.Cl.G01S13/92(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种基于MIMO汽车雷达的速度解模糊方法(57)摘要本发明提出了一种基于MIMO汽车雷达的速度解模糊方法，通过采用多通道多普勒相位补偿，并对补偿后的多个通道进行FFT处理，根据一定数学准则选择最优通道的方法，解决了TDMMIMO的速度模糊问题，提高了测速范围，保证了角度测量的准确度，极大扩展了该技术在汽车雷达方向的实用价值。CN108594233ACN108594233A权利要求书1/3页1.一种基于MIMO汽车雷达的速度解模糊方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤一：车载多输入多输出MIMO雷达包含M个发射天线，N个接收天线，相邻的两个发射天线之间间距为D，相邻的两个接收天线之间的间距为d；步骤二：在TDMMIMO中，M个发射天线从编号1开始依次发射直到编号M发射完成后结束一个周期，每个发射天线的工作时间为T，N个接收天线同时接收依次打开的由每一个发射天线所产生的目标回波信号；步骤三：将步骤二重复进行I个周期，在一个周期时间里，一共包含MN路天线的接收数据；步骤四：在周期i内，由第m个发射天线发射、并由第n个接收天线接收到的回波信号为smn(i,t)，其中1≤i≤I、1≤m≤M、1≤n≤N、t表示周期i内的快时间，将回波信号smn(i,t)进行下变频变为中频信号，再通过中频滤波、放大等处理后，经过ADC取样转换为离散数字信号smn(i,k)，其中k为在一定采样率下ADC采样序号，并对该数字信号smn(i,k)沿k方向进行第一维Nr点的FFT变换；步骤五：对步骤四第一维FFT变换后得到的数据再沿周期i方向作第二维Nd点的FFT变换，并将二维FFT之后的数据记为Smn(nd,nr)，其中nd、nr表示二维FFT之后的序号，且0≤nr＜Nr、0≤nd＜Nd，记为Smn；步骤六：将步骤五得到的二维FFT后结果Smn根据发射、接收天线的空间和时间顺序进行如下排列S＝[S11,S12,...S1N,S21,S22,...S2N…,SM1,SM2,...SMN]步骤七：为了最大可能提高检测信噪比，数据的恒虚警检测可以发生在对MN个通道数据的非相参积累之后；非相参积累的过程为Sint是一个Nd×Nr的数据矩阵；对Sint进行恒虚警检测，假设检测完共有P个目标点，且它们的二维索引号记为(dp,rp)，其中1≤p≤P，dp表示第p个目标点的多普勒索引号，rp表示第p个目标点的距离索引号；通过rp可计算目标的距离，通过dp可计算目标的模糊速度；同时，记录下Smn在二维索引号(dp,rp)上的所有I、Q两路复数数据，并按照发射、接收天线的空间和时间顺序进行排列，并记为Sp为1×MN的向量Sp＝[S11(dp,rp),S12(dp,rp),...S1N(dp,rp),…,SM1(dp,rp),SM2(dp,rp),...SMN(dp,rp))]步骤八：由于N个收天线在先后两次的回波接收中存在时间T的延迟，运动目标产生的多普勒频率在时间T上将引发一个相位量在沿收发通道进行第三维FFT之前，需要对该相位量进行补偿，否则将导致第三维FFT的错误，而这个错误将导致角度测量的不准确，以及信噪比的损失、旁瓣的抬高；因此对检测完P个目标点中的第p个目标点，这个补偿系数按照下面方式生成：cp为1×MN的向量；步骤九：补偿数据Sp中因为目标运动多普勒频率带来的在不同接收天线之间的相位差，2CN108594233A权利要求书2/3页即对两个向量进行Hadamard乘积Sp*cp；步骤十：对步骤九中多普勒相位补偿后的Sp*cp做数字波束形成或者第三维FFT，即可获得目标准确的角度信息；步骤十一：通过步骤一至十得到的最大不模糊速度范围为λ/2MT，其中λ代表发射信号波长；步骤十二：TDMMIMO带来M阶速度模糊，故可根据模糊速度生成M组多普勒补偿系数，即形成M个多普勒补偿通道，且分别为步骤十三：CFAR后的每一个目标点的Sp都需要与步骤十二中的M组多普勒补偿系数cp,m逐一匹配，进行M次Hadamard乘积Sp*dp,m；步骤十四：对步骤十三里的M组补偿结果，即M次Hadamard乘积Sp*dp,m进行FFT处理；步骤十五：通过对步骤