CN117008071A - 一种线性调频mimo雷达通道校准方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种线性调频MIMO雷达通道校准方法及相关设备，该方法包括：获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，目标线性调频信号与目标雷达的频段一致；利用射频线缆和射频衰减器分别针对目标雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取其中频信号频率值；基于每一路通道环路的中频信号频率值及群时延，确定每一组收发通道的测距误差；基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差。本申请操作过程简单，易于实现，计算得到的所述测距误差和相位误差即通道校准数据，用于测角及测速应用中的数据补偿，有效提高测速及测角的精度。
Description
技术领域
本申请涉及雷达探测技术领域，更具体地说，是涉及一种线性调频MIMO雷达通道校准方法及相关设备。
背景技术
线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号作为雷达发射波形应用广泛，在雷达定位技术中，它可用来增大射频脉冲宽度、加大通信距离、提高平均发射功率，同时又保持足够的信号频谱宽度，不降低雷达的距离分辨率。其测距原理如图1所示，雷达发射波形在测到物体时会反射回来，进行下边频处理，得到中频IF（IntermediateFrequency）信号。根据LFM测距公式可知：
；
式中，R为待测物体距离，IF为中频频率，T为线性调频信号时间，c为电磁波传输速度，B为线性调频信号带宽。
由上可知，被测物体的距离R只与中频IF有关。
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）雷达依据其多通道的特性，其测角能力表现得更为优异。以MIMO雷达比相法测角为例，收发天线的排布方式对其测角精度有着直接的影响。MIMO雷达比相法测角的测角原理如图2所示，电磁波反射回来，到达不同的接收天线所走的路径是不一致的，其信号的相位也不同，其相位差Δφ可由以下公式计算：
；
式中，Δd为相邻天线之间，电磁波的路程差，λ为线性调频信号的波长。
角度θ的计算公式如下：
；
式中，d为相邻两天线间的距离。
在使用线性调频MIMO雷达测距时，在其它参数固定的情况下，IF的准确度会直接影响测距精度。在测速时，会根据测距的结果来进行速度测量。测角时，在天线间距固定的情况下，角度精度与Δφ有关。
在实际的工程中，由于硬件的指标设计要求，线性调频信号发射与接收会经过滤波器、功率放大器、低噪放等器件，这样会带来额外的延时，从而影响测距精度。此外，不同的发射通道、接收通道之间也会因为走线长短不一，不可避免的带来通道之间时延的不一致，从而影响测速，测角精度。
为了减小这些误差，通常需要预先依据测量结果进行补偿。比如在对IF校准的时候，通常是在微波暗室中，利用角反进行标定，将实际的距离与测试得到的IF信号代入相关的公式计算得到误差，进而补偿。然而，在测试发射天线之间与接收天线之间通道一致性的情况下，通常会用到频谱仪、微波源、矢量网络分析仪，且操作过程复杂。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种线性调频MIMO雷达通道校准方法及相关设备，以对线性调频MIMO雷达的各通道进行校准。
为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种线性调频MIMO雷达通道校准方法，包括：
获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
优选地，获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延的过程，包括：
通过所述射频线缆将所述射频衰减器连接于矢量网络分析仪的两个端口之间；
利用所述矢量网络分析仪发射及接收目标线性调频信号，并记录发射及接收所述目标线性调频信号的群时延。
优选地，利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路的过程，包括：
针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，通过所述射频线缆将所述射频衰减器连接于所述组收发通道的发送端和接收端之间，由所述发送端、所述射频线缆、所述射频衰减器以及所述接收端构成通道环路。
优选地，获取每一路通道环路的中频信号频率值的过程，包括：
利用频谱分析仪获取每一路通道环路的中频信号频率值；
其中，所述频谱分析仪预先连接于所述目标线性调频MIMO雷达的中频输出端口。
优选地，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差的过程，包括：
基于所述群时延，确定所述射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述等效频差，确定每一组收发通道的测距误差。
优选地，基于所述群时延，确定所述射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差的过程，包括：
利用下述方程式计算得到所述等效频差：
；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述等效频差，确定每一组收发通道的测距误差的过程，包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道的测距误差：
；
其中，表示等效频差，/>表示群时延，B表示目标线性调频信号的带宽，T表示目标线性调频信号的时间，/>表示第i组收发通道的测距误差，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，c表示电磁波传输速度。
优选地，基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差的过程，包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差：
；
其中，表示第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，B表示目标线性调频信号的带宽，c表示电磁波传输速度，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，/>表示参考收发通道的中频信号频率值，/>表示线性调频信号的波长，T表示目标线性调频信号的时间。
本申请第二方面提供了一种线性调频MIMO雷达通道校准装置，包括：
群时延获取单元，用于获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
中频值获取单元，用于利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
测距误差获取单元，用于基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
相位误差获取单元，用于基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
本申请第三方面提供了一种线性调频MIMO雷达通道校准设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于执行所述程序，实现上述的线性调频MIMO雷达通道校准方法的各个步骤。
本申请第四方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述的线性调频MIMO雷达通道校准方法的各个步骤。
经由上述的技术方案可知，本申请首先获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，其中，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致。接着，利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值。在检测得到群时延以及每一路通道环路的中频信号频率值之后，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，计算出每一组收发通道的测距误差，以及，基于每一路通道环路的中频信号频率值，推导出每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，其中，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。本申请操作过程简单，易于实现，计算得到的所述测距误差和相位误差即通道校准数据，用于测角及测速应用中的数据补偿，有效提高测速及测角的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1示例了本申请实施例公开的单路收发通道下的雷达测角原理；
图2示例了本申请实施例公开的MIMO雷达比相法的测角原理；
图3为本申请实施例公开的线性调频MIMO雷达通道校准方法的示意图；
图4为本申请实施例公开的线性调频MIMO雷达通道校准系统中各组件的连接关系示意图；
图5为本申请实施例公开的线性调频MIMO雷达通道校准装置的示意图；
图6为本申请实施例公开的线性调频MIMO雷达通道校准设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面介绍本申请实施例提供的线性调频MIMO雷达通道校准方法。请参阅图3，本申请实施例提供的线性调频MIMO雷达通道校准方法可以包括如下步骤：
步骤S101，获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延。
其中，目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致。
步骤S102，利用该射频线缆和该射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值。
其中，以2发4收的线性调频MIMO雷达为例，其具有：发送天线TX1和TX2，以及接收天线RX1、RX2、RX3和RX4，那么，这些天线总共可以构成8组收发通道：TX1-RX1、TX1-RX2、TX1-RX13、TX1-RX4、TX2-RX1、TX2-RX2、TX2-RX13以及TX2-RX4。
步骤S103，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及该群时延，确定每一组收发通道的测距误差。
步骤S104，基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差。
其中，该参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。示例性地，以前述2发4收的线性调频MIMO雷达为例，可以将通道TX1-RX1确定为参考收发通道，那么，步骤S104的最终输出为，通道TX1-RX2、TX1-RX13、TX1-RX4、TX2-RX1、TX2-RX2、TX2-RX13以及TX2-RX4相对于通道TX1-RX1的相位误差。
本申请首先获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，其中，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致。接着，利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值。在检测得到群时延以及每一路通道环路的中频信号频率值之后，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，计算出每一组收发通道的测距误差，以及，基于每一路通道环路的中频信号频率值，推导出每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，其中，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。本申请操作过程简单，易于实现，计算得到的所述测距误差和相位误差即通道校准数据，用于测角及测速应用中的数据补偿，有效提高测速及测角的精度。
在本申请的一些实施例中，步骤S101获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延的过程，可以包括：
S1，通过该射频线缆将该射频衰减器连接于矢量网络分析仪的两个端口之间。
S2，利用该矢量网络分析仪发射及接收目标线性调频信号，并记录发射及接收所述目标线性调频信号的群时延。
示例性地，如图4所示，该射频线缆可以是SMA射频线缆，包括A段和B段，A段的一端连接到矢量网络分析仪的port1端口，A段的另外一端连接到射频衰减器的一端；射频衰减器的另外一端连接到B段的一端，B段的另外一端连接到矢量网络分析仪的port2端口。
在本申请的一些实施例中，步骤S102利用该射频线缆和该射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路的过程，可以包括：
针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，通过该射频线缆将该射频衰减器连接于该组收发通道的发送端和接收端之间。
示例性地，如图4所示，该射频线缆包括A段和B段，A段的一端连接到目标线性调频MIMO雷达的其中一个接收端（图中示例了连接至接收端RX1），A段的另外一端连接到射频衰减器的一端；射频衰减器的另外一端连接到B段的一端，B段的另外一端连接到目标线性调频MIMO雷达的其中一个发送端（图中示例了连接至发送端TX1）。其中，由该发送端、该射频线缆、该射频衰减器以及该接收端构成通道环路。
在本申请的一些实施例中，步骤S102获取每一路通道环路的中频信号频率值的过程，可以包括：
利用频谱分析仪获取每一路通道环路的中频信号频率值。
其中，如图4所示，该频谱分析仪预先连接于目标线性调频MIMO雷达的中频输出端口。
在本申请的一些实施例中，步骤S103基于每一路通道环路的中频信号频率值以及该群时延，确定每一组收发通道的测距误差的过程，可以包括：
S1，基于该群时延，确定该射频线缆和该射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差。
S2，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及等效频差，确定每一组收发通道的测距误差。
在本申请的一些实施例中，上述S1基于该群时延，确定该射频线缆和该射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差的过程，可以包括：
利用下述方程式计算得到所述等效频差：
；
其中，表示等效频差，/>表示群时延，B表示目标线性调频信号的带宽，T表示目标线性调频信号的时间。
上述S2基于每一路通道环路的中频信号频率值以及等效频差，确定每一组收发通道的测距误差的过程，可以包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道的测距误差：
；
其中，表示第i组收发通道的测距误差，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，c表示电磁波传输速度。
在本申请的一些实施例中，步骤S104基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差的过程，可以包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差：
；
其中，表示第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，B表示目标线性调频信号的带宽，c表示电磁波传输速度，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，/>表示参考收发通道的中频信号频率值，/>表示线性调频信号的波长，T表示目标线性调频信号的时间。
下面对本申请实施例提供的线性调频MIMO雷达通道校准装置进行描述，下文描述的线性调频MIMO雷达通道校准装置与上文描述的线性调频MIMO雷达通道校准方法可相互对应参照。
请参见图5，本申请实施例提供的线性调频MIMO雷达通道校准装置，可以包括：
群时延获取单元21，用于获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
中频值获取单元22，用于利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
测距误差获取单元23，用于基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
相位误差获取单元24，用于基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
在本申请的一些实施例中，群时延获取单元21获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延的过程，可以包括：
通过所述射频线缆将所述射频衰减器连接于矢量网络分析仪的两个端口之间；
利用所述矢量网络分析仪发射及接收目标线性调频信号，并记录发射及接收所述目标线性调频信号的群时延。
在本申请的一些实施例中，中频值获取单元22利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路的过程，可以包括：
针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，通过所述射频线缆将所述射频衰减器连接于所述组收发通道的发送端和接收端之间，由所述发送端、所述射频线缆、所述射频衰减器以及所述接收端构成通道环路。
在本申请的一些实施例中，中频值获取单元22获取每一路通道环路的中频信号频率值的过程，可以包括：
利用频谱分析仪获取每一路通道环路的中频信号频率值；
其中，所述频谱分析仪预先连接于所述目标线性调频MIMO雷达的中频输出端口。
在本申请的一些实施例中，测距误差获取单元23基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差的过程，可以包括：
基于所述群时延，确定所述射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述等效频差，确定每一组收发通道的测距误差。
在本申请的一些实施例中，测距误差获取单元23基于所述群时延，确定所述射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差的过程，可以包括：
利用下述方程式计算得到所述等效频差：
；
测距误差获取单元23基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述等效频差，确定每一组收发通道的测距误差的过程，可以包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道的测距误差：
；
其中，表示等效频差，/>表示群时延，B表示目标线性调频信号的带宽，T表示目标线性调频信号的时间，/>表示第i组收发通道的测距误差，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，c表示电磁波传输速度。
在本申请的一些实施例中，相位误差获取单元24基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差的过程，可以包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差：
；
其中，表示第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，B表示目标线性调频信号的带宽，c表示电磁波传输速度，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，/>表示参考收发通道的中频信号频率值，/>表示线性调频信号的波长，T表示目标线性调频信号的时间。
本申请实施例提供的线性调频MIMO雷达通道校准装置可应用于线性调频MIMO雷达通道校准设备，如计算机等。可选的，图6示出了线性调频MIMO雷达通道校准设备的硬件结构框图，参照图6，线性调频MIMO雷达通道校准设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器31，至少一个通信接口32，至少一个存储器33和至少一个通信总线34。
在本申请实施例中，处理器31、通信接口32、存储器33、通信总线34的数量为至少一个，且处理器31、通信接口32、存储器33通过通信总线34完成相互间的通信；
处理器31可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路等；
存储器33可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatilememory）等，例如至少一个磁盘存储器；
其中，存储器33存储有程序，处理器31可调用存储器33存储的程序，所述程序用于：
获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：
获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
综上所述：
本申请首先获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，其中，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致。接着，利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值。在检测得到群时延以及每一路通道环路的中频信号频率值之后，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，计算出每一组收发通道的测距误差，以及，基于每一路通道环路的中频信号频率值，推导出每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，其中，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。本申请操作过程简单，易于实现，计算得到的所述测距误差和相位误差即通道校准数据，用于测角及测速应用中的数据补偿，有效提高测速及测角的精度。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种线性调频MIMO雷达通道校准方法，其特征在于，包括：
获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延的过程，包括：
通过所述射频线缆将所述射频衰减器连接于矢量网络分析仪的两个端口之间；
利用所述矢量网络分析仪发射及接收目标线性调频信号，并记录发射及接收所述目标线性调频信号的群时延。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路的过程，包括：
针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，通过所述射频线缆将所述射频衰减器连接于所述组收发通道的发送端和接收端之间，由所述发送端、所述射频线缆、所述射频衰减器以及所述接收端构成通道环路。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取每一路通道环路的中频信号频率值的过程，包括：
利用频谱分析仪获取每一路通道环路的中频信号频率值；
其中，所述频谱分析仪预先连接于所述目标线性调频MIMO雷达的中频输出端口。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差的过程，包括：
基于所述群时延，确定所述射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述等效频差，确定每一组收发通道的测距误差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述群时延，确定所述射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的等效频差的过程，包括：
利用下述方程式计算得到所述等效频差：
；
基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述等效频差，确定每一组收发通道的测距误差的过程，包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道的测距误差：
；
其中，表示等效频差，/>表示群时延，B表示目标线性调频信号的带宽，T表示目标线性调频信号的时间，/>表示第i组收发通道的测距误差，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，c表示电磁波传输速度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差的过程，包括：
利用下述方程式计算得到第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差：
；
其中，表示第i组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，B表示目标线性调频信号的带宽，c表示电磁波传输速度，/>表示第i组收发通道的中频信号频率值，/>表示参考收发通道的中频信号频率值，/>表示线性调频信号的波长，T表示目标线性调频信号的时间。
8.一种线性调频MIMO雷达通道校准装置，其特征在于，包括：
群时延获取单元，用于获取预设的射频线缆和射频衰减器在目标线性调频信号下所产生的群时延，所述目标线性调频信号的频段与目标线性调频MIMO雷达的频段一致；
中频值获取单元，用于利用所述射频线缆和射频衰减器分别针对目标线性调频MIMO雷达的每一组收发通道，构建一路通道环路，并获取每一路通道环路的中频信号频率值；
测距误差获取单元，用于基于每一路通道环路的中频信号频率值以及所述群时延，确定每一组收发通道的测距误差；
相位误差获取单元，用于基于每一路通道环路的中频信号频率值，确定每一组收发通道相对于参考收发通道的相位误差，所述参考收发通道为各组收发通道中的其中一组收发通道。
9.一种线性调频MIMO雷达通道校准设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求1~7中任一项所述的线性调频MIMO雷达通道校准方法的各个步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1~7中任一项所述的线性调频MIMO雷达通道校准方法的各个步骤。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692766A (en) * | 1985-09-25 | 1987-09-08 | Rolfs John C | Linearizer frequency discriminator for frequency modulated radar transmitters |
| US4968968A (en) * | 1989-11-09 | 1990-11-06 | Hughes Aircraft Company | Transmitter phase and amplitude correction for linear FM systems |
| WO1992022143A1 (en) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Motorola, Inc. | Power control circuitry for achieving wide dynamic range in a transmitter |
| US20030022642A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-01-30 | Lg Electronics Inc. | Novel radio frequency signal attenuation circuitry and gain controlling unit |
| CN102193088A (zh) * | 2010-02-09 | 2011-09-21 | 中国科学院电子学研究所 | 合成孔径雷达校准闭环校准网络及校准与误差补偿方法 |
| CN102253373A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-11-23 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种提高磁控管雷达改善因子的数字补相接收系统 |
| CN103441770A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 上海航天测控通信研究所 | 一种幅度相位补偿的宽带接收通道、接收机及其接收方法 |
| US20180172813A1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Texas Instruments Incorporated | Maximum Measurable Velocity in Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) Radar |
| CN110708131A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | 上海创远仪器技术股份有限公司 | 基于数模分块式实现mimo信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法 |
| CN112099048A (zh) * | 2020-11-12 | 2020-12-18 | 之江实验室 | 基于时分-差频复用的微波光子mimo雷达探测方法及系统 |
| KR20210152911A (ko) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 삼성전자주식회사 | 위상 왜곡을 교정하여 레이더 신호를 처리하는 방법 및 장치 |
| CN114185008A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-03-15 | 西安电子科技大学 | 窄带数字阵列雷达系统接收通道幅相误差补偿系统及方法 |
| CN115932760A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-04-07 | 森思泰克河北科技有限公司 | 异形线阵雷达的校准方法、装置、雷达及存储介质 |
-
2023
- 2023-10-07 CN CN202311282244.9A patent/CN117008071B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692766A (en) * | 1985-09-25 | 1987-09-08 | Rolfs John C | Linearizer frequency discriminator for frequency modulated radar transmitters |
| US4968968A (en) * | 1989-11-09 | 1990-11-06 | Hughes Aircraft Company | Transmitter phase and amplitude correction for linear FM systems |
| WO1992022143A1 (en) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Motorola, Inc. | Power control circuitry for achieving wide dynamic range in a transmitter |
| US20030022642A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-01-30 | Lg Electronics Inc. | Novel radio frequency signal attenuation circuitry and gain controlling unit |
| CN102193088A (zh) * | 2010-02-09 | 2011-09-21 | 中国科学院电子学研究所 | 合成孔径雷达校准闭环校准网络及校准与误差补偿方法 |
| CN102253373A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-11-23 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种提高磁控管雷达改善因子的数字补相接收系统 |
| CN103441770A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 上海航天测控通信研究所 | 一种幅度相位补偿的宽带接收通道、接收机及其接收方法 |
| US20180172813A1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Texas Instruments Incorporated | Maximum Measurable Velocity in Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) Radar |
| CN110708131A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | 上海创远仪器技术股份有限公司 | 基于数模分块式实现mimo信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法 |
| KR20210152911A (ko) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 삼성전자주식회사 | 위상 왜곡을 교정하여 레이더 신호를 처리하는 방법 및 장치 |
| CN112099048A (zh) * | 2020-11-12 | 2020-12-18 | 之江实验室 | 基于时分-差频复用的微波光子mimo雷达探测方法及系统 |
| CN114185008A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-03-15 | 西安电子科技大学 | 窄带数字阵列雷达系统接收通道幅相误差补偿系统及方法 |
| CN115932760A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-04-07 | 森思泰克河北科技有限公司 | 异形线阵雷达的校准方法、装置、雷达及存储介质 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 冯佳;: "多通道收发组件自动测试系统的设计与研制实现", 电子制作, no. 11, pages 60 - 64 * |
| 王斯盾;刘鹏;: "MCU+DSP的LFMCW雷达信号处理系统设计", 单片机与嵌入式系统应用, no. 12, pages 40 - 41 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
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