CN110187317B - 一种fmcw信号非线性误差补偿方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种fmcw信号非线性误差补偿方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN110187317B CN201910523495.9A CN201910523495A CN110187317B CN 110187317 B CN110187317 B CN 110187317B CN 201910523495 A CN201910523495 A CN 201910523495A CN 110187317 B CN110187317 B CN 110187317B
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Abstract

本发明涉及一种FMCW信号非线性误差补偿方法、装置及存储介质。方法包括：建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差和接收信号相位误差的总相位误差；通过录取两组不同延时的内定标信号，从总相位误差中分离参考信号相位误差和接收信号相位误差；采用多项式拟合接收信号相位误差，进而确定参考信号相位误差；根据参考信号相位误差和接收信号相位误差补偿去斜信号，得到聚焦良好的距离像。本发明有效解决了现有技术要求去斜信号只含有一种误差源的条件限制，本发明可适用于发射信号和参考信号的的频率非线性误差不同的雷达系统，适用范围更广泛。

Description

一种FMCW信号非线性误差补偿方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及调频连续波雷达技术领域，尤其涉及一种FMCW信号非线性误差补偿方法、装置及存储介质。
背景技术
在调频连续波(FMCW)雷达系统中，频率非线性误差会导致距离分辨率下降、聚焦指标恶化等后果。频率非线性误差补偿的关键是精确估计发射信号的非线性相位误差。当前已有的方法是利用拉格朗日中值定理从去斜后的误差相位中求微分，然后对微分进行积分以求取误差相位，最后进行相位误差补偿。当前方法使用中要求去斜信号只含有一种误差源，即发射信号(接收信号)和参考信号的频率非线性误差形式相同，只是存在延迟的差别。对于发射信号和参考信号的频率非线性误差不同的雷达系统，当前方法不适用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种FMCW信号非线性误差补偿方法、装置及存储介质。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种FMCW信号非线性误差补偿方法，包括：
建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000011
的总相位误差y(t,τ)，其中，t为距离快时间，τ为距离延迟；
通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000021
采用多项式拟合所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000022
并根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000023
确定所述参考信号相位误差ε(t)；
根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000024
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种FMCW信号非线性误差补偿装置，包括：
模型建立模块，用于建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000025
的总相位误差y(t,τ)，其中，t为距离快时间，τ为距离延迟；
相位误差分离模块，通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000026
相位误差确定模块，用于采用多项式拟合所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000027
并根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000028
确定所述参考信号相位误差ε(t)；
相位误差补偿模块，用于根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000029
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种FMCW信号非线性误差补偿装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述技术方案所述的FMCW信号非线性误差补偿方法。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述技术方案所述的FMCW信号非线性误差补偿方法。
本发明的有益效果是：通过建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差和接收信号相位误差的总相位误差，再通过内标定信号将参考信号相位误差和所述接收信号相位误差分离，进而分别确定参考信号相位误差和所述接收信号相位误差，再根据确定的参考信号相位误差和接收信号相位误差补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。该技术技术方案中去斜信号可以包含两种误差源，并在处理过程中将两种相位误差分离，分别确定两种误差，进而根据确定的两种相位误差补偿去斜信号。本发明适用于发射信号(接收信号)和参考信号的的频率非线性误差不同的雷达系统，适用范围更广泛。
附图说明
图1为本发明实施例提供的FMCW信号非线性误差补偿方法的示意性流程图；
图2为本发明实施例提供的去斜信号相位误差补偿过程示意性流程图；
图3为本发明实施例提供的未补偿相位误差的内定标信号(延时1)的脉压整体图；
图4为图3中峰值点展开局部图；
图5为本发明实施例提供的未补偿相位误差的内定标信号(延时2)脉压整体图；
图6为图5中峰值点展开局部图；
图7为本发明实施例提供的未补偿相位误差的内定标信号相位(延时1)5阶拟合示意图；
图8为本发明实施例提供的未补偿相位误差的内定标信号相位(延时1)15阶拟合示意图；
图9为本发明实施例提供的未补偿的内定标信号相位(延时2)5阶拟合示意图；
图10为本发明实施例提供的未补偿相位误差的内定标信号相位(延时2)15阶拟合示意图；
图11为本发明实施例提供相位分离后的接收信号相位误差在不同延时下的差值拟合示意图；
图12为本发明实施例提供的相位误差补偿后的内定标信号(延时1)的脉压整体图；
图13为图12中峰值点展开局部图；
图14为本发明实施例提供的相位误差补偿后的内定标信号(延时2)的脉压整体图；
图15为图14中峰值点展开局部图；
图16为本发明实施例提供的FMCW信号非线性误差补偿装置的示意性结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1给出了本发明实施例提供的一种FMCW信号非线性误差补偿方法的示意性流程图。如图1所示，该方法包括：
S1，建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000041
的总相位误差y(t,τ)，其中，t为距离快时间，τ为距离延迟；
S2，通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000042
S3，采用多项式拟合所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000043
并根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000044
确定所述参考信号相位误差ε(t)；
S4，根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000051
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
上述实施例，通过建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差和接收信号相位误差的总相位误差，再通过内标定信号将参考信号相位误差和所述接收信号相位误差分离，进而分别确定参考信号相位误差和所述接收信号相位误差，再根据确定的参考信号相位误差和接收信号相位误差补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。该技术技术方案中去斜信号可以包含两种误差源，并在处理过程中将两种相位误差分离，分别确定两种误差，进而根据确定的两种相位误差补偿去斜信号。本发明适用于发射信号(接收信号)和参考信号的的频率非线性误差不同的雷达系统，适用范围更广泛。
优选地，S1，所述建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000052
的总相位误差y(t,τ)，包括：
S1.1根据系统参数确定理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF；
Figure GDA0002777817000000053
其中，SR为理想接收信号，
Figure GDA0002777817000000054
表示SR的共轭，ST为理想参考信号；
S1.2根据所述理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF、实际参考信号STe和实际接收信号SRe确定实际情况下的FMCW去斜信号模型SIFe；
STe＝STexp(j2πε(t)) (2)
Figure GDA0002777817000000055
Figure GDA0002777817000000056
其中，SRe为实际接收信号；STe为实际参考信号；ε(t)为参考信号相位误差，t为距离快时间；
Figure GDA0002777817000000057
为接收信号相位误差，τ为距离延迟；
S1.3，根据所述理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF和所述实际情况下的FMCW去斜信号模型SIFe确定同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000061
的总相位误差y(t,τ)；
根据式(1)和式(4)可得到同时含有参考信号相位误差和接收信号相位误差的相位误差表达式，如下所示：
Figure GDA0002777817000000062
需要说明的是，式(1)为不含任何误差的理想表达式，可根据系统参数得到。式(4)可在实验室通过录取内定标信号得到。
根据表1参数建立理想去斜信号信号模型(式(1))，再根据实际接收信号和实际参考信号得到实际情况下含有参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号信号模型(式(4))，含有参考信号相位误差和接收信号相位误差(未补偿)的两种延时的内定标信号距离像分别如图3和图5所示。
表1
Figure GDA0002777817000000063
优选地，S2，所述录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000064
包括：
S2.1，根据所述总相位误差y(t,τ)的表达式分别确定两组不同延时的内标定信号的相位误差y(t,τ1)和差y(t,τ2)，其中，τ1和τ2分别为不同的距离延迟；具体公式如下：
Figure GDA0002777817000000065
Figure GDA0002777817000000066
S2.2,通过求取两组不同延时的内标定信号的相位误差的差值消除参考信号相位误差ε(t)，得到接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000067
在不同延时下的差值Δy。
式(6)与式(7)相减，得到仅含有接收信号相位误差表达式如下所示：
Figure GDA0002777817000000071
式(8)右边为接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000072
在不同延时下的差，至此，通过录取两组不同延时的内定标信号进行参考信号和接收信号相位误差分离，消除了参考信号相位误差ε(t)，得到仅含有接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000073
的相位式(8)。其中，两种延时内定标信号的相位(式(6)、式(7))分别如图7、图8(延时1)和图9、图10(延时2)。
优选地，所述采用多项式拟合所述接收信号相位误差，包括：采用N阶多项式拟合接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000074
其中，N大于或等于4；
将拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000075
带入所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy的表达式：
采用N-1阶多项式拟合所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy，得到拟合系数；
根据所述拟合系数确定所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000076
该实施例中，采用四阶多项式拟合接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000077
如下所示：
Figure GDA0002777817000000078
根据式(9)，有：
Figure GDA0002777817000000079
将拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA00027778170000000710
带入所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy的表达式：
具体地，式(10)代入式(8)，得：
Figure GDA0002777817000000081
采用三阶多项式拟合所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy，得到拟合系数；
具体地，将式(11)左边Δy进行三阶拟合，有：
Δy＝p1t3+p2t2+p3t+p4 (12)
比较式(11)和式(12)，得：
Figure GDA0002777817000000082
解式(13)，得：
Figure GDA0002777817000000083
根据所述拟合系数确定所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000084
具体地，据式(14)及式(9)，得到了接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000085
其中，常数项可忽略。
所述根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000086
确定所述参考信号相位误差ε(t)，包括：
将接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000087
代入式(6)，得：
Figure GDA0002777817000000091
至此，与补偿有关的参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000092
均已求得。
上述实施例中，分离后仅含有接收信号相位误差式(8)用较少的阶数就能够精确拟合，如图11所示。根据拟合得到的系数(式(14))，可得到接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000093
根据式(15)得到参考信号相位误差ε(t)。
优选地，S4，根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000094
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号包括：
S4.1，定义参考信号相位误差补偿项，公式如下：
H1＝exp(-j2πε(t)) (16)
定义正向距离频谱补偿项
Figure GDA0002777817000000095
接收信号相位误差补偿项
Figure GDA0002777817000000096
以及负向距离频率补偿项
Figure GDA0002777817000000097
S4.2,根据所述参考信号相位误差补偿项补偿去斜信号中的所述参考信号相位误差，得到补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号；
具体地，式(4)乘以式(16)，得到补偿完参考信号相位误差后的去斜信号，如下所示：
Figure GDA0002777817000000098
S4.3，对所述补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号进行距离傅里叶变换，得到补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号的频谱；
S4.4，将所述补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号的频谱乘以所述正向距离频谱补偿项，再进行距离逆傅里叶变换，得到第一处理结果；
S4.5，将所述第一处理结果乘以所述接收信号相位误差补偿项，再进行距离傅里叶变换，得到第二处理结果；
S4.6将所述第二处理结果乘以所述负向距离频谱补偿项，再进行距离逆傅里叶变换，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
具体地，S4.3至S4.6的具体处理过程如下：
式(17)中参考信号相位误差ε(t)已经被补偿完，等式左边为补偿完参考信号相位误差后的去斜信号。接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000101
与目标延时τ有关，可与成像处理中的去视频项相结合补偿，式(17)变形为：
Figure GDA0002777817000000102
式(18)等式左边SIF为理想情况下的去斜信号，等式右边SIFe为补偿完参考信号相位误差后的去斜信号。令fr表示距离频率，且FFT[SIFe]＝Se(fr)，FFT[SIF]＝S(fr)，
Figure GDA0002777817000000103
式(18)两边做距离FFT，得理想情况下的去斜信号的频谱为：
S(fr)＝Se(fr)*[Φ(fr)exp(-j2πfrτ)] (19)
式(19)左边S(fr)为理想情况下去斜信号的频谱，等式右边Se(fr)为补偿完参考信号相位误差后的去斜信号的频谱，Φ(fr)为含接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000104
的指数项
Figure GDA0002777817000000105
的频谱。根据卷积公式化简式(19)，得：
Figure GDA0002777817000000106
令γ为距离调频率，目标距离为Rr，C为电磁波速度，在fr域，S(fr)和Se(fr)的距离频率和延时τ有如下关系：
Figure GDA0002777817000000107
根据式(21)，式(20)化简为：
Figure GDA0002777817000000111
可得：
Figure GDA0002777817000000112
式(23)给出了从式(17)得到SIF的过程。其中，
Figure GDA0002777817000000113
为正向距离频率补偿项，
Figure GDA0002777817000000114
为接收信号相位误差补偿项，
Figure GDA0002777817000000115
为负向距离频率补偿项。结合式(16)的补偿，完整的相位误差校正过程如图1所示。至此，完成整个去斜信号的非线性相位误差补偿。
上述实施例中，首先根据式(16)补偿参考信号相位误差ε(t)，得到补偿完参考信号相位误差后的去斜信号式(17)。补偿完参考信号相位误差后的去斜信号式(17)做傅里叶变换，得到补偿完参考信号相位误差后的去斜信号的频谱，为FFT(SIFe)，再乘以正向距离频率补偿项
Figure GDA0002777817000000116
然后距离逆傅里叶变换，得到
Figure GDA0002777817000000117
乘以接收信号相位误差补偿项
Figure GDA0002777817000000118
然后距离傅里叶变换，并乘以负向距离频率补偿项
Figure GDA0002777817000000119
最后距离逆傅里叶变换，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号，即理想情况下的去斜信号SIF，如式(23)所示，如图12和图14。
图16给出了本发明实施例提供的一种FMCW信号非线性误差补偿装置示意性结构框图。如图16所示，该装置包括模型建立模块、相位误差分离模块、相位误差确定模块和相位误差补偿模块。
模型建立模块，用于建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000121
的总相位误差y(t,τ)，其中，t为距离快时间，τ为距离延迟；
相位误差分离模块，通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000122
相位误差确定模块，用于采用多项式拟合所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000123
并根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000124
确定所述参考信号相位误差ε(t)；
相位误差补偿模块，用于根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure GDA0002777817000000125
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种FMCW信号非线性误差补偿装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述技术方案所述的FMCW信号非线性误差补偿方法。
本发明实施例中，FMCW信号非线性误差补偿装置的各模块可实现上述实施例中FMCW信号非线性误差补偿方法所描述的全部功能，其具体实现方式和取得的技术效果与方法部分对应，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述实施例中所述的FMCW信号非线性误差补偿方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种FMCW信号非线性误差补偿方法，其特征在于，包括：
建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000011
的总相位误差y(t,τ)，其中，t为距离快时间，τ为距离延迟；
所述建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000012
的总相位误差y(t,τ)，包括：
根据系统参数确定理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF；
所述根据系统参数确定理想情况下的FMCW去斜信号模型，公式如下：
Figure FDA0002755865030000013
其中，j为虚数单位，SR为理想接收信号，
Figure FDA0002755865030000014
表示SR的共轭，ST为理想参考信号；
根据所述理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF、实际参考信号STe和实际接收信号SRe确定实际情况下的FMCW去斜信号模型SIFe；
所述实际情况下的FMCW去斜信号模型计算公式如下：
STe＝STexp(j2πε(t))
Figure FDA0002755865030000015
Figure FDA0002755865030000016
其中，STe为实际参考信号，SRe为实际接收信号，ε(t)为参考信号相位误差，t为距离快时间；
Figure FDA0002755865030000017
为接收信号相位误差，τ为距离延迟；
根据所述理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF和所述实际情况下的FMCW去斜信号模型SIFe确定同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000018
的总相位误差y(t,τ)；
所述总相位误差表达式如下：
Figure FDA0002755865030000021
通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000022
所述通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000023
包括：
根据所述总相位误差y(t,τ)的表达式分别确定两组不同延时的内标定信号的相位误差y(t,τ1)和差y(t,τ2)，其中，τ1和τ2分别为不同的距离延迟；
通过求取两组不同延时的内标定信号的相位误差的差值消除参考信号相位误差ε(t)，得到接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000024
在不同延时下的差值Δy；
采用多项式拟合所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000025
并根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000026
确定所述参考信号相位误差ε(t)；
所述采用多项式拟合所述接收信号相位误差，包括：
采用N阶多项式拟合接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000027
其中，N大于或等于4；
将拟合的所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000028
带入所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy的表达式：
采用N-1阶多项式拟合所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy，得到拟合系数；
根据所述拟合系数确定所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000029
根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA00027558650300000210
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA00027558650300000211
的去斜信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA00027558650300000212
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号，包括：
定义参考信号相位误差补偿项、正向距离频谱补偿项、接收信号相位误差补偿项以及负向距离频率补偿项；
根据所述参考信号相位误差补偿项补偿去斜信号中的所述参考信号相位误差，得到补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号；
对所述补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号进行距离傅里叶变换，得到补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号的频谱；
将所述补偿完所述参考信号相位误差后的去斜信号的频谱乘以所述正向距离频谱补偿项，再进行距离逆傅里叶变换，得到第一处理结果；
将所述第一处理结果乘以所述接收信号相位误差补偿项，再进行距离傅里叶变换，得到第二处理结果；
将所述第二处理结果乘以所述负向距离频谱补偿项，再进行距离逆傅里叶变换，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述参考信号相位误差补偿项为exp(-j2πε(t))；
所述正向距离频谱补偿项为
Figure FDA0002755865030000031
所述接收信号相位误差补偿项为
Figure FDA0002755865030000032
所述负向距离频率补偿项为
Figure FDA0002755865030000033
其中，j为虚数单位，ε(t)表示参考信号相位误差，fr表示距离频率,γ表示距离调频率，
Figure FDA0002755865030000034
表示接收信号相位误差。
4.一种FMCW信号非线性误差补偿装置，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000035
的总相位误差y(t,τ)，其中，t为距离快时间，τ为距离延迟；
所述建立FMCW去斜信号模型，得到实际情况下同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000036
的总相位误差y(t,τ)，包括：
根据系统参数确定理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF；
所述根据系统参数确定理想情况下的FMCW去斜信号模型，公式如下：
Figure FDA0002755865030000041
其中，j为虚数单位，SR为理想接收信号，
Figure FDA0002755865030000042
表示SR的共轭，ST为理想参考信号；
根据所述理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF、实际参考信号STe和实际接收信号SRe确定实际情况下的FMCW去斜信号模型SIFe；
所述实际情况下的FMCW去斜信号模型计算公式如下：
STe＝STexp(j2πε(t))
Figure FDA0002755865030000043
Figure FDA0002755865030000044
其中，STe为实际参考信号，SRe为实际接收信号，ε(t)为参考信号相位误差，t为距离快时间；
Figure FDA0002755865030000045
为接收信号相位误差，τ为距离延迟；
根据所述理想情况下的FMCW去斜信号模型SIF和所述实际情况下的FMCW去斜信号模型SIFe确定同时含有参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000046
的总相位误差y(t,τ)；
所述总相位误差表达式如下：
Figure FDA0002755865030000047
相位误差分离模块，通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000048
所述通过录取两组不同延时的内定标信号，从所述总相位误差y(t,τ)中分离所述参考信号相位误差ε(t)和所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000049
包括：
根据所述总相位误差y(t,τ)的表达式分别确定两组不同延时的内标定信号的相位误差y(t,τ1)和差y(t,τ2)，其中，τ1和τ2分别为不同的距离延迟；
通过求取两组不同延时的内标定信号的相位误差的差值消除参考信号相位误差ε(t)，得到接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000051
在不同延时下的差值Δy；
相位误差确定模块，用于采用多项式拟合所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000052
并根据所述总相位误差y(t,τ)和已拟合的所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000053
确定所述参考信号相位误差ε(t)；
所述采用多项式拟合所述接收信号相位误差，包括：
采用N阶多项式拟合接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000054
其中，N大于或等于4；
将拟合的所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000055
带入所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy的表达式：
采用N-1阶多项式拟合所述接收信号相位误差在不同延时下的差值Δy，得到拟合系数；
根据所述拟合系数确定所述接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000056
相位误差补偿模块，用于根据所述参考信号相位误差ε(t)和接收信号相位误差
Figure FDA0002755865030000057
补偿去斜信号，得到补偿完参考信号相位误差和接收信号相位误差的去斜信号。
5.一种FMCW信号非线性误差补偿装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述的FMCW信号非线性误差补偿方法。
6.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行根据权利要求1至3任一项所述的FMCW信号非线性误差补偿方法。
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