1.一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法,其特征在于,包括以下步骤:采用调频连续波雷达向不同距离处的目标发射扫频周期为Tc的线性调频信号,将发射信号与遇到目标后发射回来的信号进行I/Q两路混频操作,得到混频信号;
将混频信号通过低通滤波器滤除高频部分,得到中频信号sIf(t);
对中频信号sIf(t)进行预处理,得到预处理后的信号sw(n);
对预处理后的信号sw(n)求傅里叶变换S(k),得到S(k)的最大幅度谱值S'0及最大幅度谱值的索引值k',根据最大幅度谱值的索引值k'计算频率的粗估计值fr=Δfr·(k'-1),其中Δfr为频率的分辨率;
计算频率的粗估计值fr的离散时间傅立叶变换抽样值S0,分别计算+iΔfr和-iΔfr处的离散时间傅立叶变换抽样值S+i、S-i,根据S0、S+i和S-i计算偏差公式,根据最大幅度谱值S'0和偏差公式计算初始偏差值 其中i为步长;
对初始偏差值进行修正处理,将修正后的初始偏差值代入p(q)和k(q)更新公式,迭代更新p(q)和k(q),进行迭代过程,得到最终偏差值根据最终偏差值 对信号频率进行修正,得到修正后的信号频率值
根据修正后的信号频率 计算目标距雷达的距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法,其特征在于,所述对中频信号sIf(t)进行预处理包括离散化和加窗处理,具体包括:首先采用奈奎斯特采样方法对中频信号sIf(t)进行离散化处理,得到离散中频信号sIf(n),n=
0,......,N-1;n表示采样个数,N表示采样总个数,再对离散中频信号sIf(n)加汉明窗得到加窗信号sw(n)=sIf(n)·wHm(n),即预处理后的信号sw(n),其中,wHm(n)为窗函数。
3.根据权利要求1所述的一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法,其特征在于,所述对初始偏差值进行修正处理包括:采用相位对初始偏差值 的插值方向进行判断,根据插值方向对初始偏差值进行修正,若插值方向为正,初始偏差修正为若插值方向为负,初始偏差修正为
4.根据权利要求3所述的一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法,其特征在于,插值方向的判断包括:采用相位 和 对偏差值 的方向进行判断,当 时,插值方向为正;当 时,插值方
向为负,其中, 表示左辅助谱线与最大谱线的相位差、 表示右辅助谱线与最大谱线的相位差,real()表示取复数的实部、S'-0.5表示最大幅度谱左辅助谱线、S'0.5表示最大幅度谱的右辅助谱线,S'0表示最大幅度谱。
5.根据权利要求1所述的一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法,其特征在于,迭代更新p(q)和k(q)的过程包括:将修正后的初始偏差值 和初始步长p(0)代入公式 和p(q)=p(q-1)/2中,不断迭代更新p(q)和k(q),并将p(q)和k(q)代入偏差更新公式中计算第q次迭代后的偏差值 当
时,停止迭代,得出最终偏差值 其中,q表示迭代次数,p(q)表示第q次迭代的步长、k(q)表示第q次迭代的最大幅度的索引值、k(q-1)表示第q-1次最大幅度的索引值。
6.根据权利要求1所述的一种基于变步长插值迭代的FMCW雷达高精度距离估计方法,其特征在于,根据修正后的信号频率 计算目标距雷达的距离的具体表达式为:其中, 表示目标距雷达的距离,cm表示光速,ζ=B/Tc代表线性调频的斜率,其中B是FMCW雷达带宽,Tc为线性扫频周期。