一种基于小波包的24GHz LFMCW雷达测距方法

摘要

本发明提出了一种基于小波包的24GHz线性调频连续波LFMCW雷达测距方法，包括以下步骤：将线性调频连续波LFMCW雷达的回波信号与发射信号通过混频和滤波得到差拍信号；利用小波包的分解算法和单节点重构算法对差拍信号进行处理，得到单节点的重构信号；对小波包重构后的信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱信息；找到频谱的最大幅值所对应的频率，将其代入距离公式计算出目标的距离。本发明提出的测距方法可以在低信噪比下提取出远距离的目标信息，增加雷达的有效作用距离。

主权项

一种基于小波包的24GHz线性调频连续波LFMCW雷达测距方法，包括如下步骤：线性调频连续波LFMCW雷达的发射信号经天线发射出去，遇到目标时形成回波信号，将回波信号与发射信号通过混频和滤波得到差拍信号；选择合适的小波函数和小波分解层数，对差拍信号进行小波包分解，得到一系列子带上的小波包系数$p_j^i\left(m\right)=<s_{\mathrm{IF}}\left(m\right),{\psi }_j^i\left(m\right)>$其中，i＝1,2,…，j＝0,1,…，s_IF(m)为差拍信号，小波包系数，为小波包函数；其特征在于，将雷达的有效测距范围划分为若干段，利用距离公式计算出每段距离所对应的频带范围，选择频域与之对应的小波包系数$R=\frac{{\mathrm{CT}}_m}{2B}{f}_{\mathrm{IF}}=\frac{C}{2K}{f}_{\mathrm{IF}}$其中，R为目标距离，f_IF为差拍信号的频率，C为光速，B为调频带宽,T_m为调制周期，为调频斜率；根据目标所处的距离段来选择小波包系数，对其进行小波包重构，得到单节点的重构信号$s_j^i\left(m\right)=\Sigma p_j^i\left(m\right){\psi }_j^i\left(m\right);$对小波包重构后的信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱信息$S\left(r\right)=\underset{m=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}{s}_j^i\left(m\right)e^{-j2\mathrm{\pi mr}/N}$其中，0≤r≤N‑1；利用冒泡法找到频谱的最大幅值所对应的频率，将其代入距离公式计算出目标的距离。