CN106970372B - 一种测量目标对象距离的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种测量目标对象距离的方法及装置，用于解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。所述方法包括：发送定频信号和步进频信号；获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号；根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。

Description

一种测量目标对象距离的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种测量目标对象距离的方法及装置。
背景技术
步进频雷达通过发射步进频信号，并对目标对象反射的回波信号进行合成宽带处理，以实现对目标对象的距离高分辨测量。由于其对发射机、接收机和数字信号处理瞬时带宽的要求较低，所以可以有效降低雷达系统的复杂度、技术难度以及研制成本，并且由于其降低了系统瞬时接收的带宽，所以还提高了系统的抗干扰能力，因而被广泛使用。
但是，步进频信号是多普勒敏感的，即当目标对象相对于雷达径向运动时，由于距离-多普勒耦合效应的影响，多普勒平移会使雷达测距产生误差。为了补偿目标对象由于距离-多普勒耦合效应产生的测量误差，现有技术的通常做法是利用不同帧信号之间的相关性来估计目标速度，但是以上方法均存在精度低、运算量大、信噪比影响较大等缺点，无法准确测量出目标对象的速度信息，所以最终测量出的目标对象的距离也不够准确。
发明内容
本发明实施例提供一种测量目标对象距离的方法及装置，用于解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。
本发明实施例第一方面提供一种测量目标对象距离的方法，包括：
发送定频信号和步进频信号；
获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号；
根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；
根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
在上述方案中，在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送定频信号，然后依据目标对象反射回来的回波信号中的定频回波信号确定表征目标对象运动速度的相关参数，并基于所述参数对目标对象反射回来的步进频回波信号进行速度补偿，以此消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，最后依据速度补偿后的步进频信号获得目标对象的准确距离。与现有技术相比，本方案测量目标对象距离的方法更加精确，运算更加简单，解决了解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。
可选的，在所述发送定频信号和步进频信号之前，所述方法还包括：根据第一线性调频信号和第一本振信号生成所述定频信号；以及根据第二线性调频信号和所述第一本振信号生成所述步进频信号；其中，所述第一线性调频信号的时序与所述第二线性调频信号的时序不重合。通过本方式，可以在在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送定频信号。
可选的，所述获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号，具体包括：接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号、所述第一本振信号获得固定中频信号；根据所述固定中频信号、所述第一线性调频信号获得所述定频回波信号；根据所述固定中频信号、所述第二线性调频信号获得所述步进频回波信号。
可选的，在所述发送定频信号和步进频信号之前，所述方法还包括：根据第三线性调频信号和第二本振信号生成所述定频信号；以及根据第四线性调频信号和第三本振信号生成所述步进频信号。通过本方式，可以在在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送定频信号。
可选的，所述获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号，具体包括：接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号与所述第二本振信号获得第一固定中频回波信号；根据所述回波信号与所述第三本振信号获得第二固定中频回波信号；根据所述第一固定中频回波信号、所述第三线性调频信号获得所述定频回波信号；根据所述第二固定中频回波信号、所述第四线性调频信号获得所述步进频回波信号。
可选的，所述根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离包括：根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号；根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。通过本方式，可以有效消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，实现对目标对象距离的精确测量。
可选的，所述表征所述目标对象运动速度的参数为：其中，i为所述定频回波信号峰值处的多普勒门号，PRI为所述定频回波信号的脉冲重复间隔，N为所述定频回波信号的脉冲序列；所述根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，通过以下公式实现：其中，s1(t)为所述步进频回波信号，s1'(t)为所述补偿后的步进频回波信号。通过本方式，可以有效消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化。
可选的，所述根据补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离，通过以下公式实现：其中，rn为所述目标对象在距离维的距离门号，rm为所述目标对象在距离精细化维的距离门号，B为所述线性调频信号的带宽，c为光速。通过本方式，可以实现对目标对象距离的精确测量。
可选的，所述定频信号与所述步进频信号为：
其中，fc为所述定频信号的起始频率，k为所述线性调频信号的斜率，B为所述线性调频信号的带宽，n为脉冲序列。通过本方式，可以在在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送定频信号。
本发明实施例第二方面提供一种测量目标对象距离的装置，包括：信号生成模块，用于：生成定频信号与步进频信号；收发T/R组件，用于：发送所述定频信号和所述步进频信号，并接收所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号；信号运算模块，用于：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
可选的，所述信号生成模块用于：根据第一线性调频信号和第一本振信号生成所述定频信号；以及根据第二线性调频信号和所述第一本振信号生成所述步进频信号；其中，所述第一线性调频信号的时序与所述第二线性调频信号的时序不重合；所述T/R组件用于：接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号、所述第一本振信号获得固定中频信号；所述信号运算模块用于：根据所述固定中频信号、所述第一线性调频信号获得所述定频回波信号；以及根据所述固定中频信号、所述第二线性调频信号获得所述步进频回波信号。
可选的，所述信号运算模块用于：根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号；根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
可选的，所述表征所述目标对象运动速度的参数为：其中，i为所述定频回波信号峰值处的多普勒门号，PRI为所述定频回波信号的脉冲重复间隔，N为所述定频回波信号的脉冲序列；所述信号运算模块用于：根据以下公式实现对所述步进频回波信号进行速度补偿：其中，s1(t)为所述步进频回波信号，s1'(t)为所述补偿后的步进频回波信号。
可选的，所述信号生成模块具体包括第一信号生成子模块和第二信号生成子模块；其中，所述第一信号生成子模块用于：根据第三线性调频信号和第二本振信号生成定频信号；所述第二信号生成子模块用于：根据第四线性调频信号和第三本振信号生成步进频信号；所述T/R组件具体包括第一T/R子组件和第二T/R子组件；其中，所述第一T/R子组件用于：发送所述定频信号并接收所述目标对象反射的回波信号，根据所述回波信号与所述第二本振信号获得第一固定中频回波信号；所述第二T/R子组件用于：发送所述步进频信号并接收所述目标对象反射的回波信号，根据所述回波信号与所述第三本振信号获得第二固定中频回波信号；所述信号运算模块具体包括第一信号运算子模块和第二信号运算子模块；其中，第一信号运算子模块用于：根据所述第一固定中频回波信号、所述第三线性调频信号获得定频回波信号；所述第二信号运算子模块用于：根据所述第二固定中频回波信号、所述第四线性调频信号获得步进频回波信号；根据所述定频回波信号、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
可选的，所述第二信号运算子模块用于：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号；根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送定频信号，然后依据目标对象反射回来的回波信号中的定频回波信号确定表征目标对象运动速度的相关参数，并基于所述参数对目标对象反射回来的步进频回波信号进行速度补偿，以此消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，最后依据速度补偿后的步进频信号获得目标对象的准确距离。与现有技术相比，本发明实施例测量目标对象距离的方法更加精确，运算更加简单，解决了解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中步进频雷达系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中测量目标对象距离的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中第一线性调频信号与第二线线性调频信号的示意图；
图4为本发明实施例中定频信号与步进频信号的频谱图；
图5为本发明实施例中组合时序收发时序和组合本振时序的示意图；
图6为本发明实施例中中频回波信号的示意图；
图7为本发明实施例中信号运算模块处理中频回波信号的流程图；
图8为本发明实施例中经相参积累后的定频回波信号的示意图；
图9为本发明实施例中速度补偿前后的步进频回波信号的示意图；
图10为本发明实施例中另一步进频雷达系统的结构示意图；
图11为本发明实施例中本发明实施例中测量目标对象距离的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
本发明实施例一提供一种测量目标对象距离的方法，应用于一步进频雷达系统。参照图1，所述步进频雷达系统至少包括：收发(Transmitter and Receiver，T/R)组件110，信号生成模块120和信号运算模块130。参照图2，所述测量目标对象距离的方法具体包括以下步骤：
步骤210：生成定频信号和步进频信号。
具体的，信号生成模块120先生成两组时域分开的线性调频信号，即：第一线性调频信号与所述第二线性调频信号，第一线性调频信号的时序与第二线性调频信号的时序不重合；然后将生成的第一线性调频信号与第二线性调频信号与第一本振信号进行上变频，根据第一线性调频信号和第一本振信号生成所述定频信号，根据第二线性调频信号和所述第一本振信号生成所述步进频信号。其中，定频信号的中心频率始终不变，步进频信号的中心频率随着脉冲数量的增加而增加。
例如，参照图4所示的定频信号与步进频信号的频谱图，定频信号的中心频率为10GHz，步进频信号的起始中心频率为10GHz，步进频率为2MHz。
在本发明具体实施过程中，第一线性调频信号与第二线性调频信号可以是信号生成模块120生成的两个不同的线性调频信号，也可以为信号生成模块120生成的一个线性调频信号中的不同时刻的信号，本发明实施例不做具体限制。
例如，参照图3，第一线性调频信号与第二线性调频信号为同一线性调频信号不同时刻的信号，第一线性调频信号与第二线性调频信号的频率均为60MHz，线性调频信号的脉冲重复间隔(pulse repetition interval，PRI)为100us，脉冲宽度为10us，图3中0～0.1us时刻的脉冲信号表征第一线性调频信号，0.5us～0.6us时刻的脉冲信号表征第二线性调频信号。
其中，第一线性调频信号的时序与第二线性调频信号的时序不重合，即在同一时刻有第一线性调频信号或只有第二线性调频信号。进一步的，由于第一线性调频信号的时序与第二线性调频信号的时序不重合，所以生成的定频信号与步进频信号的时序也不重合，即在同一时刻只存在定频信号或者只存在步进频信号。
例如，信号生成模块120根据如图5所示的组合时序收发时序生成两组时域分开的线性调频信号，即第一线性调频信号与第二线性调频信号，根据图5所示的组合本振时序生成第一本振信号，然后将生成的第一线性调频信号、第二线性调频信号，分别与第一本振信号进行上变频，得到定频信号与步进频信号。其中，生成的定频信号与步进频信号可以被表示为：
其中，fc为定频信号的起始频率，k为线性调频信号的斜率，B为线性调频信号的带宽，n为步进频信号的脉冲序列。
当然，在本发明其他实施例中，步进频信号与定频信号也可以为其他形式，由于该部分内容为本领域技术人员熟知的内容，所以此处不再多做说明。
步骤220：发送定频信号和步进频信号。
具体的，信号生成模块120将生成的定频信号与步进频信号发送给T/R组件110后，定频信号与步进频信号经由的T/R组件110的发送支路被发送至雷达系统的天线，然后经由天线发送至环境空间。
步骤230：获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号。
雷达系统通过T/R组件110的接收支路接收目标对象反射的回波信号，所述回波信号中包括了目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号。其中，获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号具体包括步骤231、步骤232以及步骤233。
步骤231：T/R组件110接收目标对象反射的回波信号。
步骤232：T/R组件110根据所述回波信号与第一本振信号获得固定中频回波信号。
具体的，T/R组件110将目标对象反射回来的回波信号与第一本振信号进行混频处理，然后再将混频后的信号进行滤波、放大等处理，得到中频回波信号。
例如，延用步骤210所举例子中的定频信号与步进频信号，其对应的中频回波信号如图6所示。
步骤233：信号运算模块130根据所述第一线性调频信号与所述第二线性调频信号的时序，将所述中频回波信号分为定频回波信号与步进频回波信号。
具体的，图7为信号运算模块130处理中频回波信号的流程图：信号运算模块130依次对从T/R组件110接收支路中接收到的所述中频回波信号进行模数转换(analog-to-digital，AD)、数字下变频(Digital Downconversion，DDC)、脉冲压缩(PulseCompression，PC)等处理，然后根据所述第一线性调频信号与所述第二线性调频信号的时序将经PC处理后的中频回波信号分为定频回波信号以及步进频回波信号。
当然，在发明其他实施例中，T/R组件110接收支路对中频回波信号所进行的上述AD、DDC、PC等处理也可以由信号运算模块130来完成，本发明实施例不做具体限制。
步骤240：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数。
具体的，参照图7，信号运算模块130依次对定频回波信号进行相参积累(MoveTarget Detecdtion，MTD)、恒虚警检测(Constant False-alarm Rate，CFAR)、速度估计处理，以得到目标对象的速度信息：
例如，图8为经相参积累后的定频回波信号，其中i＝135，N＝512，目标对象的速度为：v＝＝11.2(m/s)。
其中，i为所述定频回波信号峰值处的多普勒门号，PRI为定频信号的脉冲重复间隔(即第一线性调频信号的脉冲重复间隔)，N为所述定频回波信号的脉冲序列(即第一线性调频信号的脉冲序列)，所述表征目标对象运动速度的参数为：
其中，λ为定频回波信号的波长。
步骤250：根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号。
具体的，信号运算模块130根据所述参数fd对所述步进频回波信号进行速度补偿，具体通过以下公式实现：
其中，s1(t)为所述步进频回波信号，s1'(t)为所述补偿后的步进频回波信号。
例如，延用上述步骤240中的例子，根据速度信息v＝＝11.2(m/s)对步进频信号进行补偿，补偿前后的步进频回波信号如图9所示。
步骤260：根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
具体的，信号运算模块130根据补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离，可通过以下公式实现：
其中，rn为所述目标对象在距离维的距离门号，rm为所述目标对象在距离精细化维的距离门号。
例如，延用上述步骤250中所举的例子，根据图9所示的速度补偿后的步进频回波信号可确定目标对象的距离为：55*75+341*(75/512)＝4174.9512m。
在上述方案中，在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送了定频信号，然后依据目标对象反射回来的回波信号中的定频回波信号确定表征目标对象运动速度的相关参数，并基于所述参数对目标对象反射回来的步进频回波信号进行速度补偿，以此消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，最后依据速度补偿后的步进频信号获得目标对象的准确距离。与现有技术相比，本方案测量目标对象距离的方法更加精确，运算更加简单，解决了解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。
可选的，在本发明具体实施过程中，还可以通过采用上述步骤210至步骤260的测量方法对一个目标物体上的多个目标对象进行距离测量，并基于多个目标对象的距离信息，得到目标物体的一维距离像。
通过本方式，可以有效消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，进一步实现了对目标物体一维距离像的精确测量。
实施例二
本发明实施例二提供一种测量目标对象距离的方法，实施例二测量目标对象距离的方法与本发明实施例一中测量目标对象距离的方法属于同一发明构思，不同之处在于：
实施例一是根据一组本振信号(即第一本振信号)与两组时域分开的线性调频信号(即第一线性调频信号、第二线性调频信号)生成定频信号与步进频信号，由于第一线性调频信号与第二线性调频信号的时序不重合，所以生成的定频信号与步进频信号的时序也不重合，因此实施例一中的雷达系统只需采用同一个T/R组件以及同一个信号运算模块对信号进行收发与处理。而本发明实施例二是根据第三线性调频信号和第二本振信号生成定频信号，根据第四线性调频信号和第三本振信号生成步进频信号，其中第二本振信号和第三本振信号不同，第三线性调频信号与第四线性调频信号的时序可以重合，也可以不重合。在实施例二中，第三线性调频信号、第二本振信号由第一信号生成子模块320生成，第四线性调频信号、第三本振信号由第二信号生成子模块350生成。
进一步的，由于实施例二与实施例一生成定频信号和步进频信号的方式不同，所以实施例二与实施例一对信号的收发和处理过程也不同。参照图10，执行本发明实施例二所提供的测量目标对象距离的方法的步进频雷达系统至少包括：第一T/R子组件310，第一信号生成子模块320和第一信号运算子模块330，第二T/R子组件340，第二信号生成子模块350、第二信号运算子模块360。
参照图11，所述测量目标对象距离的方法具体包括以下步骤：
步骤410：根据第三线性调频信号和第二本振信号生成定频信号，根据第四线性调频信号和第三本振信号生成步进频信号。
具体的，第一信号生成子模块320对第三线性调频信号和第二本振信号进行上变频，生成定频信号，并将生成的步进频信号发送至第一T/R子组件310的发送支路；第二信号生成子模块350对第四线性调频信号和第三本振信号进行上变频，生成步进频信号，并将生成的步进频信号发送至第二T/R子组件340的发送支路。
步骤420：发送定频信号与步进频信号。
具体的，第一信号生成子模块320将生成的定频信号发送给第一T/R子组件310后，定频信号经由的第一T/R子组件310的发送支路被发送至雷达系统的天线，然后由天线发送至环境空间步骤；第二信号生成子模块350将生成的步进频信号发送给第二T/R子组件340后，步进频信号经由的第二T/R子组件340的发送支路被发送至雷达系统的天线，然后由天线发送至环境空间.
步骤430：获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号。
具体的，第一T/R子组件310的接收支路接收目标对象反射回来的回波信号并将目标对象反射回来的回波信号与第二本振信号进行混频处理，然后再将混频后的信号进行滤波、放大等处理，得到第一中频回波信号，并将其发送至第一信号运算子模块330；第二T/R子组件340的接收支路接收目标对象反射回来的回波信号，并将目标对象反射回来的回波信号与第三本振信号进行混频处理，然后再将混频后的信号进行滤波、放大等处理，得到第二中频回波信号，并将其发送至第二信号运算子模块360。
然后，第一信号运算子模块330依次对从第一T/R子组件310接收支路中接收到的第一中频回波信号进行AD、DDC、PC等处理，并根据所述第三线性调频信号得到定频回波信号，并将其发送至第二信号运算子模块360；第二信号运算子模块360依次对从第二T/R子组件340接收支路中接收到的第二中频回波信号进行AD、DDC、PC等处理，并根据所述第四线性调频信号得到步进频回波信号。
当然，在发明其他实施例中，第一T/R子组件310接收支路对回波信号所进行的上述AD、DDC、PC等处理也可以由第一信号运算子模块330来完成；第二T/R子组件340接收支路对回波信号所进行的上述AD、DDC、PC等处理也可以由第二信号运算子模块360来完成，本发明实施例不做具体限制。
步骤440：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数。
具体的，第二信号运算子模块360根据接收的定频回波信号，确定出表征所述目标对象运动速度的参数。
步骤450：根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号。
具体的，第二信号运算子模块360根据所述参数对步进频回波信号进行速度补偿，得到补偿后的步进频回波信号。
步骤460：根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
具体的，第二信号运算子模块360根据所述补偿后的步进频回波信号确定所述目标对象的距离。
其中，上述步骤440、步骤450、步骤460中第二信号运算子模块360确定表征目标对象运动速度的参数、对步进频回波信号进行速度补偿以及确定目标对象距离的具体实现过程，与上述实施例一中步骤240、步骤250、步骤260中信号运算模块130确定表征目标对象运动速度的参数、对步进频回波信号进行速度补偿以及确定目标对象距离的方法的具体实现过程相同，因此本发明实施例二不再进行详细说明。
通过上述方法，雷达系统通过两个不同的信号生成模块分别生成定频信号以及步进频信号，并通过两个不同的T/R组件分别对定频信号、步进频信号进行收发，以及通过两个不同的信号运算模块对回波信号进行处理，以此分别获得步进频回波信号和定频回波信号，然后再根据定频回波信号确定表征目标对象的运动速度的参数，并基于该参数对步进频回波信号进行速度补偿，最终得到目标对象的准确距离，消除了步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，解决了解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。
实施例三
本发明实施例三提供一种测量目标对象距离的装置，用于实现本发明实施例一中所述的测量目标距离的方法。参见图1，所述装置包括：
信号生成模块120，用于：生成定频信号与步进频信号；
T/R组件110，用于：发送所述定频信号和所述步进频信号，并接收所述目标对象反射回波信号；
信号运算模块130，用于：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
在具体实现过程中，所述信号生成模块120的具体实现方式可以为集成电路，或集成芯片，或集成电路与集成芯片的组合等，本发明实施例不做具体限制。例如，第一信号生成模块120可以包括：时钟电路、同步电路、FPGA芯片、多通道直接数字式频率合成器(Direct DigitalSynthesizer，DDS)、存储器等。
在具体实现过程中，所述信号运算模块130的具体实现方式可以为集成电路，或集成芯片，或集成电路与集成芯片的组合等，本发明实施例不做具体限制。例如：第一信号运算模块130可以包括：放大器、滤波器、AD转换器、变频器等。
在具体实现过程中，所述T/R组件的具体实现方式可以为雷达收发机，其中雷达收发机包括的发射机和接收机可以为单独设置的两个部件，也可以为集成在同一部件上的两个部分，本发明实施例不做具体限制。
可选的，所述信号生成模块120用于：根据第一线性调频信号和第一本振信号生成所述定频信号；以及根据第二线性调频信号和所述第一本振信号生成所述步进频信号；其中，所述第一线性调频信号的时序与所述第二线性调频信号的时序不重合；
所述T/R组件110用于：接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号、所述第一本振信号获得固定中频信号；
所述信号运算模块130用于：根据所述固定中频信号、所述第一线性调频信号获得所述定频回波信号；以及根据所述固定中频信号、所述第二线性调频信号获得所述步进频回波信号。
可选的，所述信号运算模块130用于：根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号；
根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
可选的，所述表征所述目标对象运动速度的参数为：
其中，i为所述定频回波信号峰值处的多普勒门号，PRI为所述定频回波信号的脉冲重复间隔，N为所述定频回波信号的脉冲序列；
所述信号运算模块130用于：根据以下公式实现对所述步进频回波信号进行速度补偿：
其中，s1(t)为所述步进频回波信号，s1'(t)为所述补偿后的步进频回波信号。
可选的，所述信号运算模块130用于：根据以下公式实现确定所述目标对象的距离：
其中，rn为所述目标对象在距离维的距离门号，rm为所述目标对象在距离精细化维的距离门号，B为所述线性调频信号的带宽，c为光速。
需要说明的是，本发明实施例三所包含的信号生成模块120、T/R组件110、信号运算模块130所执行操作的具体实现方式可以上述实施例一种的实施例的中由信号生成模块120、T/R组件110、信号运算模块130执行的对应步骤，因此本发明实施例三不再赘述。
实施例四
本发明实施例四提供一种测量目标对象距离的装置，用于实现本发明实施例二中所述的测量目标距离的方法。参见图10，所述装置包括：
第一信号生成子模块320，用于：根据第三线性调频信号和第二本振信号生成所述定频信号；
第二信号生成子模块350，用于：根据第四线性调频信号和第三本振信号生成所述步进频信号；
第一T/R子组件310，用于：发送所述定频信号并接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号与所述第二本振信号获得第一固定中频回波信号
第二T/R子组件340，用于：发送所述步进频信号并接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号与所述第二本振信号获得第二固定中频回波信号；
第一信号运算子模块330，用于：根据所述第一固定中频回波信号、所述第三线性调频信号获得所述定频回波信号；
第二信号运算子模块360，用于：根据所述第二固定中频回波信号、所述第四线性调频信号获得步进频回波信号；根据所述定频回波信号、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
可选的，所述第二信号运算子模块360用于：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；
根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号；
根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
在具体实现过程中，所述第一信号生成子模块320和所述第二信号生成子模块350的具体实现方式可以为集成电路，或集成芯片，或集成电路与集成芯片的组合等，本发明实施例不做具体限制。例如，第一信号生成子模块320、第二信号生成子模块350可以包括：时钟电路、同步电路、FPGA芯片、多通道直接数字式频率合成器(Direct DigitalSynthesizer，DDS)、存储器等。
在具体实现过程中，所述第一信号运算子模块330和所述第二信号运算子模块360的具体实现方式可以为集成电路，或集成芯片，或集成电路与集成芯片的组合等，本发明实施例不做具体限制。例如：第一信号运算子模块330、第二信号运算子模块360可以包括：放大器、滤波器、AD转换器、变频器等。
在具体实现过程中，所述第一T/R子组件310和所述第二T/R子组件340的具体实现方式均为雷达收发机，其中雷达收发机包括的发射机和接收机可以为单独设置的两个部件，也可以为集成在同一部件上的两个部分，本发明实施例不做具体限制。
需要说明的是，本发明实施例四所包含的第一信号生成子模块320、第二信号生成子模块350、第一T/R子组件310、第二T/R子组件340、第一信号运算子模块330以及第二信号运算子模块360所执行操作的具体实现方式可以上述实施例二中的实施例的中由第一信号生成子模块320、第二信号生成子模块350、第一T/R子组件310、第二T/R子组件340、第一信号运算子模块330以及第二信号运算子模块360执行的对应步骤，因此本发明实施例四不再赘述。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例在原有的步进频雷达系统只发送步进频信号的基础上，增加发送定频信号，然后依据目标对象反射回来的回波信号中的定频回波信号确定表征目标对象运动速度的相关参数，并基于所述参数对目标对象反射回来的步进频回波信号进行速度补偿，以此消除步进频回波信号中由于目标对象运动所引起的相位变化，最后依据速度补偿后的步进频信号获得目标对象的准确距离。与现有技术相比，本发明实施例测量目标对象距离的方法更加精确，运算更加简单，解决了解决现有技术中的步进频雷达存在测量目标对象的距离不准确的技术问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种测量目标对象距离的方法，其特征在于，包括：
发送定频信号和步进频信号；
获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号；
根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；
根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离；
其中，所述表征所述目标对象的运动速度的参数为：
其中i为所述定频回波信号峰值处的多普勒门号，PRI为所述定频回波信号的脉冲重复间隔，N为所述定频回波信号的脉冲序列；
其中，根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离，包括：
基于公式根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿；其中，s1(t)为所述步进频回波信号，s1'(t)为所述补偿后的步进频回波信号；
基于公式根据补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离；其中，rn为所述目标对象在距离维的距离门号，rm为所述目标对象在距离精细化维的距离门号，B为线性调频信号的带宽，c为光速。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发送定频信号和步进频信号之前，所述方法还包括：
根据第一线性调频信号和第一本振信号生成所述定频信号；以及
根据第二线性调频信号和所述第一本振信号生成所述步进频信号；
其中，所述第一线性调频信号的时序与所述第二线性调频信号的时序不重合。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号，具体包括：
接收所述目标对象反射的回波信号；
根据所述回波信号、所述第一本振信号获得固定中频信号；
根据所述固定中频信号、所述第一线性调频信号获得所述定频回波信号；
根据所述固定中频信号、所述第二线性调频信号获得所述步进频回波信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发送定频信号和步进频信号之前，所述方法还包括：
根据第三线性调频信号和第二本振信号生成所述定频信号；以及
根据第四线性调频信号和第三本振信号生成所述步进频信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获得所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号，具体包括：
接收所述目标对象反射的回波信号；
根据所述回波信号与所述第二本振信号获得第一固定中频回波信号；
根据所述回波信号与所述第三本振信号获得第二固定中频回波信号；
根据所述第一固定中频回波信号、所述第三线性调频信号获得所述定频回波信号；
根据所述第二固定中频回波信号、所述第四线性调频信号获得所述步进频回波信号。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定频信号与所述步进频信号为：
其中，fc为所述定频信号的起始频率，k为所述线性调频信号的斜率，B为所述线性调频信号的带宽，n为脉冲序列。
7.一种测量目标对象距离的装置，其特征在于，包括：
信号生成模块，用于：生成定频信号与步进频信号；
收发T/R组件，用于：发送所述定频信号和所述步进频信号，并接收所述目标对象反射的定频回波信号和步进频回波信号；
信号运算模块，用于：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；根据所述参数、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离；
其中，所述表征所述目标对象运动速度的参数为：
其中i为所述定频回波信号峰值处的多普勒门号，PRI为所述定频回波信号的脉冲重复间隔，N为所述定频回波信号的脉冲序列；
其中，所述信号运算模块具体用于：
基于公式根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿；其中，s1(t)为所述步进频回波信号，s1'(t)为所述补偿后的步进频回波信号；
基于公式根据补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离；其中，rn为所述目标对象在距离维的距离门号，rm为所述目标对象在距离精细化维的距离门号，B为线性调频信号的带宽，c为光速。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号生成模块用于：根据第一线性调频信号和第一本振信号生成所述定频信号；以及根据第二线性调频信号和所述第一本振信号生成所述步进频信号；其中，所述第一线性调频信号的时序与所述第二线性调频信号的时序不重合；
所述T/R组件用于：接收所述目标对象反射的回波信号；根据所述回波信号、所述第一本振信号获得固定中频信号；
所述信号运算模块用于：根据所述固定中频信号、所述第一线性调频信号获得所述定频回波信号；以及根据所述固定中频信号、所述第二线性调频信号获得所述步进频回波信号。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号生成模块具体包括第一信号生成子模块和第二信号生成子模块；其中，所述第一信号生成子模块用于：根据第三线性调频信号和第二本振信号生成定频信号；所述第二信号生成子模块用于：根据第四线性调频信号和第三本振信号生成步进频信号；
所述T/R组件具体包括第一T/R子组件和第二T/R子组件；其中，所述第一T/R子组件用于：发送所述定频信号并接收所述目标对象反射的回波信号，根据所述回波信号与所述第二本振信号获得第一固定中频回波信号；所述第二T/R子组件用于：发送所述步进频信号并接收所述目标对象反射的回波信号，根据所述回波信号与所述第三本振信号获得第二固定中频回波信号；
所述信号运算模块具体包括第一信号运算子模块和第二信号运算子模块；其中，第一信号运算子模块用于：根据所述第一固定中频回波信号、所述第三线性调频信号获得定频回波信号；所述第二信号运算子模块用于：根据所述第二固定中频回波信号、所述第四线性调频信号获得步进频回波信号；根据所述定频回波信号、所述步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二信号运算子模块用于：根据所述定频回波信号，确定表征所述目标对象的运动速度的参数；
根据所述参数对所述步进频回波信号进行速度补偿，获得补偿后的步进频回波信号；
根据所述补偿后的步进频回波信号，确定所述目标对象的距离。
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