CN112099013B - 一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法 - Google Patents

一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，包括以下步骤：S1：获取雷达干扰信号；S2：检测恒频波干扰，计算恒频干扰的频率值；S3：检测线性调频波的干扰，计算线性调频波的调制斜率；S4：根据检测到的恒频和线性调频波的信息，调整自身发射信号的参数。本发明提供的方法，能主动检测干扰信号，根据不同的干扰信号改变自身发射信号参数，尽可能地规避干扰或者降低干扰对自身雷达系统的影响，提高毫米波雷达的抗干扰能力，提升行车安全性。相较于其他车载雷达抗干扰方法，本发明提供的方法检测参数简单，易于实现；通过主动检测干扰并调整发射信号参数，能获得较高信噪比的中频信号，降低了后端信号处理的复杂度。

Description

一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法
技术领域
本发明涉及毫米波雷达应用领域，更具体地，涉及一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法。
背景技术
随着技术的不断进步与发展，智能汽车领域及自动驾驶技术也在不断进步，车载雷达在汽车高级辅助驾驶系统(ADAS)得到广泛应用。毫米波雷达由于其环境适应性好、抗干扰能力强、测量精度高等优点，已经成为自动驾驶对目标进行识别、测量、定位的重要手段。当道路上多辆装备有近似规格的毫米波雷达系统的车辆相向而行时，对面车辆发射的毫米波信号则会对自身车辆的毫米波系统产生干扰。这种干扰信号会增加自身雷达接收信号的噪声，降低有用信号的信噪比，使得对目标的识别、定位等产生困难，特殊情况下还会导致虚假目标的出现，严重影响自动驾驶系统的安全性。因此，必须采取一定的措施来抑制干扰对自身雷达的影响，这对于一个安全可靠的自动驾驶系统是十分必要的。
公开日为2017年05月31日，中国专利CN106772279A公开一种车载毫米波雷达抗干扰方法，包括以下步骤：步骤1、车辆在行驶的过程中，车载毫米波雷达主发射器按一定的周期发射毫米波，毫米波的波长受波长控制器的控制；步骤2：毫米波雷达接收器接收来自前方障碍物反射的毫米波，且通过毫米波波长分析仪进行毫米波波长分析；步骤3：设定波长变动范围的阈值b，若发射的波长y与接收到的波长y'的波长变动范围b'小于阈值b，则认为此时的雷达系统受到周围环境的干扰或存在人为的恶意攻击。该方法从信号处理角度出发，旨在降低干扰信号对有用信号的不良影响，提高信号信噪比，最大程度地抑制干扰。比如在时域对干扰进行消除，或者在频域对干扰进行检测，然后再消除干扰的影响。属于被动抗干扰方法，虽然这类方法能取得不错的效果，但干扰始终是存在于接收信号中的。目前，诸如此类的抗干扰方法都存在一定的局限性。一方面，许多方法在抑制干扰信号的同时，会导致有用信号的丢失，使整体信号质量下降，这极大地影响了系统的检测性能，给自动驾驶带来严重的安全隐患；另一方面，这类方法都比较复杂，对系统的信号处理能力有较高的要求，增加了计算量。当汽车行驶在复杂的道路上时，面临着多个干扰并存的情况，此时会对后期的信号处理带来巨大的麻烦。多干扰的存在还会提高虚假目标出现的可能性，这使得信号处理过程更加复杂。
为了尽可能地减少干扰及虚假目标的出现，本专利从主动抗干扰角度出发，通过计算恒频干扰波频率和线性调频波的调制斜率，通过调整自身发射信号参数，避免其他的雷达干扰信号进入系统，在信号接收端屏蔽干扰，尽可能地将干扰信号的影响降至最低。这种主动抗干扰方法能主动规避干扰，提高后期信号处理性能，增强毫米波雷达系统抗干扰能力。
发明内容
本发明提供一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，获取干扰信号的信息，调整自身雷达信号的发射参数，降低干扰影响。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，包括以下步骤：
S1：获取雷达干扰信号；
S2：恒频波干扰检测，计算自身车载毫米波雷达工作频带内的恒频波干扰信号的频率；
S3：线性调频波干扰检测，计算车载毫米波雷达工作频带内干扰信号的调制斜率；
S4：对自身车载雷达系统的发射信号参数进行调整。
优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S2.1：定义用于检测的总次数
Figure BDA0002620481540000021
其中fB为车载毫米波雷达的最大工作带宽，fLP为系统滤波器截止频率；
S2.2：预设增量因子i＝0；
S2.3：将获取的雷达干扰信号x(t)与车载毫米波雷达VCO控制输出的第一本振信号混频得到信号
Figure BDA0002620481540000022
其中车载毫米波雷达VCO控制输出的第一本振信号的频率为finit+i×fLP，finit表示车载毫米波雷达的最低工作频率；
S2.4：对信号
Figure BDA0002620481540000023
进行频域变换得到/>
Figure BDA0002620481540000024
判断/>
Figure BDA0002620481540000025
中是否存在频率峰值
Figure BDA0002620481540000026
若存在，则执行步骤S2.5.1，若不存在，则执行步骤S2.5.2；
S2.5.1：将所有
Figure BDA0002620481540000027
的值保存到数组/>
Figure BDA0002620481540000028
同时将0保存到该数组中，并记录/>
Figure BDA0002620481540000029
的数组长度/>
Figure BDA00026204815400000210
执行步骤S2.6.1；
S2.5.2：数组
Figure BDA0002620481540000031
中元素默认为0，记/>
Figure BDA0002620481540000032
的数组长度/>
Figure BDA0002620481540000033
执行步骤S2.6.2；
S2.6.1：取
Figure BDA0002620481540000034
中最小的频率差值/>
Figure BDA0002620481540000035
进入步骤S2.7；
S2.6.2：定义最小频率差值
Figure BDA0002620481540000036
β为任意正数；
S2.7：将获取的雷达干扰信号x(t)与车载毫米波雷达VCO控制输出的第二本振信号混频得到信号
Figure BDA0002620481540000037
其中车载毫米波雷达VCO控制输出的第二本振信号的频率为
Figure BDA0002620481540000038
α>2；
S2.8：对
Figure BDA0002620481540000039
进行频域变换得到/>
Figure BDA00026204815400000310
判断/>
Figure BDA00026204815400000311
是否存在频率峰值/>
Figure BDA00026204815400000312
Figure BDA00026204815400000313
若存在，则执行步骤S2.9.1，若不存在，则执行步骤S2.9.2；
S2.9.1：将所有
Figure BDA00026204815400000314
的值保存在数组/>
Figure BDA00026204815400000315
中，并记录/>
Figure BDA00026204815400000316
的数组长度/>
Figure BDA00026204815400000317
进入步骤S2.10；
S2.9.2：令数组
Figure BDA00026204815400000318
的元素默认为0，记/>
Figure BDA00026204815400000319
的数组长度/>
Figure BDA00026204815400000320
S2.10：计算干扰频率，将干扰频率保存在数组Fint[]；
S2.11：增量因子i加1；
S2.12：判断增量因子i是否大于总次数loop，若是，则执行步骤S2.13，若不是，则执行步骤S2.3；
S2.13：将Fint[]中重复的频率去除，剩余频率由小到大重新存于数组中，并记录该数组长度Z。
优选地，执行步骤S2.3时，车载毫米波雷达只接收信号，不发射信号。
优选地，所述步骤S2.10具体包括以下步骤：
S2.10.1：令索引a＝0，b＝0，a是数组
Figure BDA00026204815400000321
的索引，b是数组/>
Figure BDA00026204815400000322
的索引；
S2.10.2：判断
Figure BDA00026204815400000323
的值与/>
Figure BDA00026204815400000324
是否相等，其中/>
Figure BDA00026204815400000325
表示数组/>
Figure BDA00026204815400000326
中第a个元素，/>
Figure BDA00026204815400000327
表示数组/>
Figure BDA00026204815400000328
第b个元素，若相等，则执行步骤S2.10.3，若不相等，则执行步骤S2.10.6；
S2.10.3：判断
Figure BDA00026204815400000329
和/>
Figure BDA00026204815400000330
的大小关系，当/>
Figure BDA00026204815400000331
大于/>
Figure BDA00026204815400000332
时，执行步骤S2.10.4.1，当/>
Figure BDA00026204815400000333
不大于/>
Figure BDA00026204815400000334
执行步骤S2.10.4.2；
S2.10.4.1：计算得到干扰频率为
Figure BDA00026204815400000335
进入步骤S2.10.5；
S2.10.4.2：计算得到干扰频率为
Figure BDA00026204815400000336
S2.10.5：将每次计算得到的干扰频率依次保存在数组Fint[]中；
S2.10.6：数组
Figure BDA00026204815400000337
的索引b加1；
S2.10.7：判断b是否大于数组长度
Figure BDA0002620481540000041
若/>
Figure BDA0002620481540000042
执行步骤S2.10.8，否则执行步骤S2.10.2；
S2.10.8：数组
Figure BDA0002620481540000043
的索引a加1，令数组/>
Figure BDA0002620481540000044
的索引b＝0；
S2.10.9：判断a是否大于数组长度
Figure BDA0002620481540000045
若/>
Figure BDA0002620481540000046
执行步骤S2.10.10，否则执行步骤S2.10.2；
S2.10.10：将干扰频率保存在数组Fint[]。
优选地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S3.1：预设增量因子j＝0；
S3.2：将获取的雷达干扰信号x(t)与车载毫米波雷达VCO控制输出的第三本振信号混频得到信号
Figure BDA0002620481540000047
其中车载毫米波雷达VCO控制输出的第三本振信号频率为finit+j×fLP；
S3.3：计算yj(t)中干扰时长，t∈(0，Td)；
S3.4：将不同的干扰时长保存在二维数组
Figure BDA0002620481540000048
中，并记录数组长度/>
Figure BDA0002620481540000049
S3.5：判断j是否大于0，若j>0，则执行步骤S3.6.1，若j＝0，则执行步骤S3.6.2；
S3.6.1：统计不同干扰时长出现的次数；
S3.6.2：定义包含
Figure BDA00026204815400000410
个1的数组/>
Figure BDA00026204815400000411
统计不同干扰时长出现的次数；
S3.7：增量因子j加1；
S3.8：判断增量因子j是否大于增量总次数loop，若j大于增量总次数loop，则进入步骤S3.10，若j不大于增量总次数loop，则执行步骤S3.3。
S3.9：计算干扰斜率；
S3.10：输出干扰信号斜率。
优选地，所述步骤S3.3具体包括以下步骤：
S3.3.1：对yj(t)进行A/D采样得到yj(n)，采样频率为fs；
S3.3.2：求yj(n)的上包络信号
Figure BDA00026204815400000412
n∈(0，Nd)，其中Nd＝Td/fs；
S3.3.3：求包络信号的平均值
Figure BDA00026204815400000413
S3.3.4：令变量r＝0；
S3.3.5：判断
Figure BDA00026204815400000414
且/>
Figure BDA00026204815400000415
是否成立，若成立，则执行步骤S3.3.6，若不成立，则执行步骤S3.3.11；
S3.3.6：记录干扰开始时间
Figure BDA0002620481540000051
S3.3.7：变量r加1；
S3.3.8：判断变量r是否小于包络信号长度Nd，若r<Nd，则执行步骤S3.3.9，否则跳至步骤S3.3.13；
S3.3.9：判断
Figure BDA0002620481540000052
且/>
Figure BDA0002620481540000053
是否成立，若成立，则执行步骤S3.3.10，若不成立，则执行步骤S3.3.7；
S3.3.10：计算干扰时长
Figure BDA0002620481540000054
S3.3.11：变量r加1；
S3.3.12：判断变量r是否大于包络信号长度Nd，若r≥Nd，则执行步骤S3.3.13，否则执行步骤S3.3.5；
步骤S3.3.13：输出各个干扰时长
Figure BDA0002620481540000055
优选地，步骤S3.6.1具体包括以下步骤：
S3.6.1.1：令索引p＝0，q＝0，令变量Cy＝0，p是数组
Figure BDA0002620481540000056
的索引，q是数组
Figure BDA0002620481540000057
的索引，Cy用来记录数组中元素的位置。
S3.6.1.2：判断数组
Figure BDA0002620481540000058
和/>
Figure BDA0002620481540000059
中元素是否相等，若/>
Figure BDA00026204815400000510
Figure BDA00026204815400000511
表示数组/>
Figure BDA00026204815400000512
中的第p个元素，/>
Figure BDA00026204815400000513
表示数组/>
Figure BDA00026204815400000514
中的第q个元素，则执行步骤S3.6.1.3.1，否则执行步骤S3.6.1.3.2；
S3.6.1.3.1：令
Figure BDA00026204815400000515
执行步骤S3.6.1.4；
S3.6.1.3.2：变量Cy加1；
S3.6.1.4：索引p加1；
S3.6.1.5：判断索引p是否大于等于数组
Figure BDA00026204815400000516
长度，若/>
Figure BDA00026204815400000517
执行步骤S3.6.1.6，否则执行步骤S3.6.1.2；
S3.6.1.6：判断变量Cy是否等于数组
Figure BDA00026204815400000518
长度，若Cy等于/>
Figure BDA00026204815400000519
则执行步骤S3.6.1.7，否则跳至步骤S3.6.1.10；
S3.6.1.7：令
Figure BDA00026204815400000520
S3.6.1.8：令
Figure BDA00026204815400000521
S3.6.1.9：数组
Figure BDA00026204815400000522
长度/>
Figure BDA00026204815400000523
加1；
S3.6.1.10：令索引p＝0，令变量Cy＝0；
S3.6.1.11：令索引q加1；
S3.6.1.12：判断索引q是否大于数组
Figure BDA0002620481540000061
长度/>
Figure BDA0002620481540000062
若/>
Figure BDA0002620481540000063
则执行步骤S3.6.1.13，否则执行步骤S3.6.1.2；
S3.6.1.13：保存数组
Figure BDA0002620481540000064
和/>
Figure BDA0002620481540000065
优选地，所述步骤S3.9具体包括以下步骤：
S3.9.1：令索引m＝0，m是数组
Figure BDA0002620481540000066
的索引；
S3.9.2：若
Figure BDA0002620481540000067
表示数组/>
Figure BDA0002620481540000068
中的第m个元素，thr表示阈值，则执行步骤S3.9.3，否则执行步骤S3.9.4；
S3.9.3：计算斜率
Figure BDA0002620481540000069
S3.9.4：索引m加1；
S3.9.5：判断索引m是否大于等于数组
Figure BDA00026204815400000610
长度/>
Figure BDA00026204815400000611
若/>
Figure BDA00026204815400000612
则执行步骤S3.9.6，否则执行步骤S3.9.2；
S3.9.6：将所有斜率保存在数组S[]中，并记录数组长度K。
优选地，步骤S4具体包括以下步骤：
S4.1：计算发射信号的初始频率，具体步骤如下：
S4.1.1：将finit、fint[Z]中Z个元素及finit+fB由小到大依次保存在Fnew[]中；
S4.1.2：分别计算Fnew[]中相邻元素之差，结果依次保存在D[]中；
S4.1.3：令索引g＝0，g是数组D[]的索引；
S4.1.4：判断D[g]+2×fLP与B的大小关系，B＝250MHz，D[g]表示数组D[]中的第g个元素，若D[g]+2×fLP<B，则执行步骤S4.1.5，否则执行步骤S4.1.8；
S4.1.5：令索引g加1；
S4.1.6：判断索引g与Z的大小关系，若g>Z，则执行步骤S4.1.7，否则执行步骤S4.1.4；
S4.1.7：计算雷达发射频率的开始频率fc＝finit+fLP；
S4.1.8：计算雷达发射频率的开始频率fc＝Fnew[g]+fLP；
S4.2：计算发射信号的调制斜率，具体步骤如下：
S4.2.1：对S[]中所有元素进行反正切计算；
S4.2.2：将S4.2.1计算结果以及0、90度由小到大依次保存在数组A[]中；
S423：计算数组A[]中相邻元素之差ΔAl，其中ΔAl＝A[l+1]-A[l]，l＝0,1…K+1，K为S[]的元素个数；
S424：取ΔAl中最大值为
Figure BDA0002620481540000071
S425：计算雷达信号斜率
Figure BDA0002620481540000072
S4.3：计算发射信号。
优选地，步骤S4.3具体为：
调整雷达发射信号
Figure BDA0002620481540000073
此信号表示发射信号的单周期信号，A表示发射信号的振幅，/>
Figure BDA0002620481540000074
表示发射信号的初始相位。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
(1)本发明提供的方法可以主动检测干扰，通过调整自身车载雷达的发射信号参数来抑制干扰信号，能在中频之后获得较好的信噪比，具有主动抗干扰能力；
(2)本发明减小了干扰进入车载雷达系统，降低了信号处理算法的复杂性，减小了信号处理的计算量；
(3)本发明通过检测干扰信号频率及其调制斜率来分析干扰信号，检测参数少，方法简单，易于实现。
(4)本发明能够根据不同参数的干扰信号，自适应调整自身车载毫米波雷达发射波形，在有干扰情况下，能获得最好的探测目标分辨率，具有良好的适应性。
附图说明
图1为实施例中的方法流程示意图。
图2是实施例中提供的恒频波干扰检测方法的流程图。
图3是实施例中提供的计算干扰频率方法的流程图。
图4是实施例中提供的线性调频波干扰检测方法的流程图。
图5是实施例中提供的计算干扰时长方法的流程图。
图6是实施例中提供的统计不同干扰时长出现的次数的流程图。
图7是实施例中提供的计算干扰斜率方法的流程图。
图8是实施例中提供的雷达发射信号参数调整方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示的一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，包括如下具体步骤：
步骤S1：获取雷达干扰信号，例如系统在未发射信号时接收到干扰信号x(t),开始计算干扰信息；
步骤S2：恒频波干扰检测。计算自身毫米波雷达系统工作频带内的恒频波干扰信号的频率；
步骤S3：线性调频波干扰检测，计算毫米波雷达系统工作频带内干扰信号的调制斜率；
步骤S4：对自身车载雷达系统的发射信号参数进行调整。
S2恒频波干扰检测的方法，如图2，包括如下步骤：
步骤S21：定义用于检测的总次数
Figure BDA0002620481540000081
其中fB为毫米波雷达的最大工作带宽，例如fB＝1GHz，fLP为系统滤波器截止频率，例如fLP＝1MHz，/>
Figure BDA0002620481540000082
Figure BDA0002620481540000083
步骤S22：预设增量因子i＝0，用于控制毫米波雷达系统VCO输出频率的增量；
步骤S23：将获取的雷达干扰信号x(t)与毫米波雷达系统VCO输出的第一本振信号混频得到信号
Figure BDA0002620481540000084
其中毫米波雷达系统VCO输出的第一本振信号频率为finit+i×fLP，finit表示该系统的最低工作频率。在此过程中，车载雷达系统只接收信号，不发射信号；
步骤S24：对信号
Figure BDA0002620481540000085
进行频域变换得到/>
Figure BDA0002620481540000086
判断/>
Figure BDA0002620481540000087
中是否存在频率峰值
Figure BDA0002620481540000088
例如/>
Figure BDA0002620481540000089
存在两个频率峰值/>
Figure BDA00026204815400000810
则执行步骤S251，若不存在频率峰值则执行步骤S252。两个步骤分别如下：
步骤S251：将所有
Figure BDA00026204815400000811
的值保存到数组/>
Figure BDA00026204815400000812
同时将0保存到该数组中，并记录该数组长度/>
Figure BDA00026204815400000813
例如以上步骤中当i＝0，/>
Figure BDA00026204815400000814
则
Figure BDA00026204815400000815
接着执行步骤S261；
步骤S252：数组
Figure BDA0002620481540000091
中元素默认为0，记数组长度/>
Figure BDA0002620481540000092
例如/>
Figure BDA0002620481540000093
Figure BDA0002620481540000094
接着执行步骤S262；
步骤S261：取
Figure BDA0002620481540000095
中最小的频率差值/>
Figure BDA0002620481540000096
例如/>
Figure BDA0002620481540000097
则
Figure BDA0002620481540000098
步骤S262：定义最小频率差值
Figure BDA0002620481540000099
β为任意正数。例如/>
Figure BDA00026204815400000910
步骤S27：将获取的雷达干扰信号x(t)与毫米波雷达系统VCO输出的第二本振信号混频，得到信号
Figure BDA00026204815400000911
其中毫米波雷达系统VCO输出的第二本振信号频率为
Figure BDA00026204815400000912
α>2，例如α＝4；
步骤S28：对
Figure BDA00026204815400000913
进行频域变换得到/>
Figure BDA00026204815400000914
判断/>
Figure BDA00026204815400000915
是否存在频率峰值
Figure BDA00026204815400000916
若存在，则进入S291，否则执行步骤S292；
步骤S291：将所有
Figure BDA00026204815400000917
的值保存在数组/>
Figure BDA00026204815400000918
中，并记录数组长度/>
Figure BDA00026204815400000919
例如当i＝0，
Figure BDA00026204815400000920
时，,则/>
Figure BDA00026204815400000921
步骤S292：令数组
Figure BDA00026204815400000922
中的元素默认为0，记数组长度/>
Figure BDA00026204815400000923
例如/>
Figure BDA00026204815400000924
Figure BDA00026204815400000925
步骤S210：将
Figure BDA00026204815400000926
与/>
Figure BDA00026204815400000927
进行匹配计算，得到的干扰信号频率保存在数组Fint[]中；
步骤S211：增量因子i加1；
步骤S212：判断增量因子i是否大于增量总次数loop，若是，则进入步骤S213，若不是，则执行步骤S23。
步骤S213：将Fint[]中重复的频率去除，剩余频率由小到大重新存于数组中，并记录数组长度Z。
步骤S210计算干扰频率的方法，如图3，包括如下步骤：
步骤S2101：令索引a＝0，b＝0。a是数组
Figure BDA00026204815400000928
的索引，b是数组/>
Figure BDA00026204815400000929
的索引；
步骤S2102：判断当前两个数组中的频率是否可以表示同一频率。当
Figure BDA00026204815400000930
时，则进入步骤S2103，否则执行步骤S2106。例如以上步骤中α＝0,b＝0,/>
Figure BDA00026204815400000931
α＝4，/>
Figure BDA00026204815400000932
满足
Figure BDA00026204815400000933
则进入步骤S2103。
步骤S2103：判断
Figure BDA0002620481540000101
与/>
Figure BDA0002620481540000102
大小关系，当/>
Figure BDA0002620481540000103
大于/>
Figure BDA0002620481540000104
时，执行步骤S21041，否则执步骤S21042。例如以上步骤中/>
Figure BDA0002620481540000105
小于/>
Figure BDA0002620481540000106
则执行步骤S21042。两个步骤分别如下：
步骤S21041：计算得到干扰频率为
Figure BDA0002620481540000107
步骤S21042：计算得到干扰频率为
Figure BDA0002620481540000108
步骤S2105：将每次计算得到的干扰频率依次保存在数组Fint[]中；
步骤S2106：数组
Figure BDA0002620481540000109
的索引b加1；
步骤S2107：判断b是否大于数组长度
Figure BDA00026204815400001010
若/>
Figure BDA00026204815400001011
执行步骤S2108，否则执行步骤S2102；
步骤S2108：数组
Figure BDA00026204815400001012
的索引a加1，令数组/>
Figure BDA00026204815400001013
的索引b＝0；
步骤S2109：判断a是否大于数组长度
Figure BDA00026204815400001014
若/>
Figure BDA00026204815400001015
执行步骤S21010，否则执行步骤S2102；
步骤S21010：将干扰频率保存在数组Fint[]。
步骤S3线性调频波干扰检测的方法，如图4，包括如下步骤：
步骤S31：预设增量因子j＝0；
步骤S32：将获取的雷达干扰信号x(t)与毫米波雷达系统VCO输出的第三本振信号混频得到信号
Figure BDA00026204815400001016
其中毫米波雷达系统VCO输出的第三本振信号频率为finit+j×fLP，
步骤S33：计算yj(t)中干扰时长，t∈(0，Td)，Td表示截取信号的长度，例如Td＝100us；
步骤S34：将不同的干扰时长保存在二维数组
Figure BDA00026204815400001017
中，并记录数组长度/>
Figure BDA00026204815400001018
例如j＝0时计算得到的干扰时长分别为100ns，150ns，则/>
Figure BDA00026204815400001019
Figure BDA00026204815400001020
步骤S35：判断j是否大于0，若j>0，则执行步骤S361，否则执行步骤S362。
步骤S361，统计不同干扰时长出现的次数；
步骤S362：定义包含
Figure BDA00026204815400001021
个1的数组/>
Figure BDA00026204815400001022
统计不同干扰时长出现的次数。例如以上步骤中/>
Figure BDA00026204815400001023
则/>
Figure BDA00026204815400001024
步骤S37：增量因子j加1；
步骤S38：判断增量因子j是否大于增量总次数loop，若是，则进入步骤S310，若不是，则执行步骤S33。
步骤S39：计算干扰斜率；
步骤S310：输出干扰信号斜率。
步骤S33计算yj(t)中干扰时长的方法，如图4，包括如下步骤：
步骤S331：对yj(t)进行A/D采样得到yj(n)，采样频率为fs，例如fs＝10×106Hz；
步骤S332：求yj(n)的上包络信号
Figure BDA0002620481540000111
n∈(0，Nd)，其中Nd＝Td×fs，例如在以上步骤中Td＝100*10-6s，fs＝10×106Hz，则Nd＝1000。
步骤S333：求包络信号的平均值
Figure BDA0002620481540000112
步骤S334：令变量r＝0；
步骤S335：若
Figure BDA0002620481540000113
且/>
Figure BDA0002620481540000114
则表示包络信号有向上跳变的干扰点，例如avg＝50，r＝100时，/>
Figure BDA0002620481540000115
执行步骤S336，否则执行步骤S3311；
步骤S336：记录干扰开始时间tstart＝r，如以上步骤中tstart＝100；
步骤S337：变量r加1；
步骤S338：判断变量r是否小于包络信号长度Nd，若r<Nd，则执行步骤S339，否则跳至步骤S3313；
步骤S339：判断包络信号
Figure BDA0002620481540000116
是否有干扰点。若/>
Figure BDA0002620481540000117
且
Figure BDA0002620481540000118
则表示包络信号有向下跳变的干扰点，例如r＝200，
Figure BDA0002620481540000119
执行步骤S3310，否则执行步骤S337；
步骤S3310：计算干扰时长
Figure BDA00026204815400001110
Figure BDA00026204815400001111
例如以上步骤中r＝200，tstart＝100，fs＝10×106Hz,则/>
Figure BDA00026204815400001112
步骤S3311：变量r加1；
步骤S3312：判断变量r是否大于包络信号长度Nd。若r≥Nd，则执行步骤S3313，否则执行步骤S335；
步骤S3313：输出各个干扰时长
Figure BDA00026204815400001113
步骤S361统计不同干扰时长出现的次数的方法，如图5，包括如下步骤：
步骤S3611：令索引p＝0，q＝0；令变量Cy＝0。p是数组
Figure BDA00026204815400001114
的索引，q是数组
Figure BDA00026204815400001115
的索引，Cy用来记录数组中元素的位置。
步骤S3612：判断数组
Figure BDA0002620481540000121
和/>
Figure BDA0002620481540000122
中元素是否相等，若/>
Figure BDA0002620481540000123
Figure BDA0002620481540000124
则执行步骤S36131，否则执行步骤S36132。例如/>
Figure BDA0002620481540000125
Figure BDA0002620481540000126
当p＝0，q＝0，/>
Figure BDA0002620481540000127
执行步骤S36131，当p＝0，q＝2，/>
Figure BDA0002620481540000128
则执行步骤S36132；
步骤S36131：统计干扰时长数组对应元素加1，
Figure BDA0002620481540000129
例如以上步骤p＝0，q＝0，/>
Figure BDA00026204815400001210
时，用于统计100的数组元素/>
Figure BDA00026204815400001211
加1。
步骤S36132：变量Cy加1；
步骤S3614：索引p加1；
步骤S3615：判断索引是否大于等于数组
Figure BDA00026204815400001212
长度，若/>
Figure BDA00026204815400001213
执行步骤S3616，否则执行步骤S3612；
步骤S3616：判断变量是否等于数组
Figure BDA00026204815400001214
长度，若Cy等于/>
Figure BDA00026204815400001215
则执行步骤S3617，否则跳至步骤S36110；
步骤S3617：令
Figure BDA00026204815400001216
步骤S3618：令
Figure BDA00026204815400001217
步骤S3619：数组
Figure BDA00026204815400001218
长度/>
Figure BDA00026204815400001219
加1；
步骤S36110：令索引p＝0，令变量Cy＝0；
步骤S36111：令索引q加1；
步骤S36112：判断索引q是否大于数组
Figure BDA00026204815400001220
长度/>
Figure BDA00026204815400001221
若/>
Figure BDA00026204815400001222
则执行步骤S36113，否则执行步骤S3612；
步骤S36113：保存数组
Figure BDA00026204815400001223
和/>
Figure BDA00026204815400001224
步骤S39计算干扰斜率的方法，如图6，包括如下步骤：
步骤S391：令索引m＝0，m是数组
Figure BDA00026204815400001225
的索引；
步骤S392：若
Figure BDA00026204815400001226
thr表示阈值，例如thr＝100，/>
Figure BDA00026204815400001227
则执行步骤S393，否则执行步骤S394；
步骤S393：计算斜率
Figure BDA00026204815400001228
步骤S394：索引m加1；
步骤S395：判断索引m是否大于等于数组
Figure BDA00026204815400001229
长度/>
Figure BDA00026204815400001230
若/>
Figure BDA00026204815400001231
则执行步骤S396，否则执行步骤S392；
步骤S396：将所有斜率保存在数组S[]中，并记录数组长度K；
步骤S4雷达发射信号参数调整的方法，其中：
(1)计算发射信号初始频率，如图7，包括如下步骤：
步骤S411：将finit、fint[Z]中Z个元素及finit+fB由小到大依次保存在Fnew[]中，例如finit＝77GHz，fint[]＝{77.1，77.3},finit+fB＝78GHz，则Fnew[]＝{77，77.1，77.3，78}；
步骤S412：分别计算Fnew[]中相邻元素之差，结果依次保存在D[]中。例如以上步骤中Fnew[]＝{77，77.1，77.3，78}，则D[]＝{0.1，0.2，0.7}；
步骤S413：令索引g＝0，g是数组D[]的索引；
步骤S414：判断D[g]+2×fLP与B的大小关系，若D[g]+2×fLP<B,则执行步骤S415，否则执行步骤S418。例如以上步骤中fLP＝1MHz，B＝250MHz，D[0]+2×fLP<B，执行步骤S415，D[2]+2*fLP>B，执行步骤S418；
步骤S415：令索引g加1；
步骤S416：判断索引g与Z的大小关系，若g>Z，则执行步骤S417，否则返回步骤S414；
步骤S417：计算雷达发射频率的开始频率fc＝finit+fLP；
步骤S418：计算雷达发射频率的开始频率fc＝Fnew[g]+fLP；
步骤S421：对S[K]中所有元素进行反正切计算；
(2)计算发射信号调制斜率，如图8，包括如下步骤：
步骤S422：将上一步骤计算结果以及0、90度由小到大依次保存在数组A[]中。例如S[]＝{10，20}，则A[]＝{0，10，20，90}；
步骤S423：计算数组A[]中相邻元素之差ΔAl，其中ΔAl＝A[l+1]-A[l]，l＝0,1…K+1。例如以上步骤中A[]＝{0，10，20，90}，则ΔA0＝10，ΔA1＝10，ΔA3＝70；
步骤S424：取ΔAl中最大值为
Figure BDA0002620481540000131
例如以上步骤中ΔA0＝10，ΔA1＝10，ΔA3＝70，则/>
Figure BDA0002620481540000132
步骤S425：计算雷达信号斜率
Figure BDA0002620481540000133
(3)计算发射信号，包括如下步骤：
步骤S43：调整雷达发射信号
Figure BDA0002620481540000134
此信号表示发射信号的单周期信号，A表示发射信号的振幅，/>
Figure BDA0002620481540000135
表示发射信号的初始相位。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取雷达干扰信号；
S2：恒频波干扰检测，计算自身车载毫米波雷达工作频带内的恒频波干扰信号的频率；
S3：线性调频波干扰检测，计算车载毫米波雷达工作频带内干扰信号的调制斜率；
S4：对自身车载雷达系统的发射信号参数进行调整；
所述步骤S2具体包括以下步骤：
S2.1：定义用于检测的总次数
Figure FDA0004238271970000011
其中fB为车载毫米波雷达VCO控制输出的最大工作带宽，fLP为系统滤波器截止频率；
S2.2：预设增量因子i＝0；
S2.3：将获取的雷达干扰信号x(t)与车载毫米波雷达VCO控制输出的第一本振信号混频得到信号
Figure FDA0004238271970000012
其中车载毫米波雷达VCO控制输出的第一本振信号的频率为finit+i×fLP，finit表示车载毫米波雷达的最低工作频率；
S2.4：对信号
Figure FDA0004238271970000013
进行频域变换得到/>
Figure FDA0004238271970000014
判断/>
Figure FDA0004238271970000015
中是否存在频率峰值
Figure FDA0004238271970000016
若存在，则执行步骤S2.5.1，若不存在，则执行步骤S2.5.2；
S2.5.1：将所有
Figure FDA0004238271970000017
的值保存到数组/>
Figure FDA0004238271970000018
同时将0保存到该数组中，并记录/>
Figure FDA0004238271970000019
的数组长度/>
Figure FDA00042382719700000110
执行步骤S2.6.1；
S2.5.2：数组
Figure FDA00042382719700000111
中元素默认为0，记/>
Figure FDA00042382719700000112
的数组长度/>
Figure FDA00042382719700000113
执行步骤S2.6.2；
S2.6.1：取
Figure FDA00042382719700000114
中最小的频率差值/>
Figure FDA00042382719700000115
进入步骤S2.7；
S2.6.2：定义最小频率差值
Figure FDA00042382719700000116
β为任意正数；
S2.7：将获取的雷达干扰信号x(y)与车载毫米波雷达VCO控制输出的第二本振信号混频得到信号
Figure FDA00042382719700000117
其中车载毫米波雷达VCO控制输出的第二本振信号的频率为
Figure FDA00042382719700000118
S2.8：对
Figure FDA00042382719700000119
进行频域变换得到/>
Figure FDA00042382719700000120
判断/>
Figure FDA00042382719700000121
是否存在频率峰值/>
Figure FDA00042382719700000122
Figure FDA00042382719700000123
若存在，则执行步骤S2.9.1，若不存在，则执行步骤S2.9.2；
S2.9.1：将所有
Figure FDA00042382719700000124
的值保存在数组/>
Figure FDA00042382719700000125
中，并记录/>
Figure FDA00042382719700000126
的数组长度/>
Figure FDA00042382719700000127
进入步骤S2.10；
S2.9.2：令数组
Figure FDA0004238271970000021
的元素默认为0，记/>
Figure FDA0004238271970000022
的数组长度/>
Figure FDA0004238271970000023
S2.10：计算干扰频率，将干扰频率保存在数组Fint[]；
S2.11：增量因子i加1；
S2.12：判断增量因子i是否大于总次数loop，若是，则执行步骤S2.13，若不是，则执行步骤S2.3；
S2.13：将Fint[]中重复的频率去除，剩余频率由小到大重新存于数组中，并记录该数组长度Z；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S3.1：预设增量因子j＝0；
S3.2：将获取的雷达干扰信号x(t)与车载毫米波雷达VCO控制输出的第三本振信号混频得到信号yj(t)，其中车载毫米波雷达输出的本振信号频率为finit+j×fLP；
S3.3：计算yj(t)中干扰时长，t∈(0，Td)；
S3.4：将不同的干扰时长保存在二维数组
Figure FDA0004238271970000024
中，并记录数组长度/>
Figure FDA0004238271970000025
S3.5：判断j是否大于0，若j＞0，则执行步骤S3.6.1，若j＝0，则执行步骤S3.6.2；
S3.6.1：统计不同干扰时长出现的次数；
S3.6.2：定义包含
Figure FDA0004238271970000026
个1的数组/>
Figure FDA0004238271970000027
统计不同干扰时长出现的次数；
S3.7：增量因子j加1；
S3.8：判断增量因子j是否大于增量总次数loop，若j大于增量总次数loop，则进入步骤S3.10，若j不大于增量总次数loop，则执行步骤S3.3；
S3.9：计算干扰斜率；
S3.10：输出干扰信号斜率。
2.根据权利要求1所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，执行步骤S2.3时，车载毫米波雷达只接收信号，不发射信号。
3.根据权利要求1或2所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，所述步骤S2.10具体包括以下步骤：
S2.10.1：令索引a＝0，b＝0，a是数组
Figure FDA0004238271970000028
的索引，b是数组/>
Figure FDA0004238271970000029
的索引；
S2.10.2：判断
Figure FDA00042382719700000210
的值与/>
Figure FDA00042382719700000211
是否相等，其中/>
Figure FDA00042382719700000212
表示数组/>
Figure FDA00042382719700000213
中第a个元素，/>
Figure FDA00042382719700000214
表示数组/>
Figure FDA00042382719700000215
第b个元素，若相等，则执行步骤S2.10.3，若不相等，则执行步骤S2.10.6；
S2.10.3：判断
Figure FDA0004238271970000031
和/>
Figure FDA0004238271970000032
的大小关系，当/>
Figure FDA0004238271970000033
大于/>
Figure FDA0004238271970000034
时，执行步骤S2.10.4.1，当
Figure FDA0004238271970000035
不大于/>
Figure FDA0004238271970000036
执行步骤S2.10.4.2；
S2.10.4.1：计算得到干扰频率为
Figure FDA0004238271970000037
进入步骤S2.10.5；
S2.10.4.2：计算得到干扰频率为
Figure FDA0004238271970000038
S2.10.5：将每次计算得到的干扰频率依次保存在数组Fint[]中；
S2.10.6：数组
Figure FDA0004238271970000039
的索引b加1；
S2.10.7：判断b是否大于数组长度
Figure FDA00042382719700000310
若/>
Figure FDA00042382719700000311
执行步骤S2.10.8，否则执行步骤S2.10.2；
S2.10.8：数组
Figure FDA00042382719700000312
的索引a加1，令数组/>
Figure FDA00042382719700000313
的索引b＝0；
S2.10.9：判断a是否大于数组长度
Figure FDA00042382719700000314
若/>
Figure FDA00042382719700000315
执行步骤S2.10.10，否则执行步骤S2.10.2；
S2.10.10：将干扰频率保存在数组Fint[]。
4.根据权利要求1所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，所述步骤S3.3具体包括以下步骤：
S3.3.1：对yj(t)进行A/D采样得到yj(n)，采样频率为fs；
S3.3.2：求yj(n)的上包络信号
Figure FDA00042382719700000316
其中Nd＝Td/fs；
S3.3.3：求包络信号的平均值
Figure FDA00042382719700000317
S3.3.4：令变量r＝0；
S3.3.5：判断
Figure FDA00042382719700000318
且/>
Figure FDA00042382719700000319
是否成立，若成立，则执行步骤S3.3.6，若不成立，则执行步骤S3.3.11；
S3.3.6：记录干扰开始时间
Figure FDA00042382719700000320
S3.3.7：变量r加1；
S3.3.8：判断变量r是否小于包络信号长度Nd，若r＜Nd，则执行步骤S3.3.9，否则跳至步骤S3.3.13；
S3.3.9：判断
Figure FDA00042382719700000321
月/>
Figure FDA00042382719700000322
是否成立，若成立，则执行步骤S3.3.10，若不成立，则执行步骤S3.3.7；
S3.3.10：计算干扰时长
Figure FDA00042382719700000323
S3.3.11：变量r加1；
S3.3.12：判断变量r是否大于包络信号长度Nd，若r≥Nd，则执行步骤S3.3.13，否则执行步骤S3.3.5；
步骤S3.3.13：输出各个干扰时长
Figure FDA0004238271970000041
5.根据权利要求4所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，步骤S3.6.1具体包括以下步骤：
S3.6.1.1：令索引p＝0，q＝0，令变量Cy＝0，p是数组
Figure FDA0004238271970000042
的索引，q是数组/>
Figure FDA0004238271970000043
的索引，Cy用来记录数组中元素的位置；
S3.6.1.2：判断数组
Figure FDA0004238271970000044
和/>
Figure FDA0004238271970000045
中元素是否相等，若/>
Figure FDA0004238271970000046
Figure FDA0004238271970000047
表示数组/>
Figure FDA0004238271970000048
中的第p个元素，/>
Figure FDA0004238271970000049
表示数组/>
Figure FDA00042382719700000410
中的第q个元素，则执行步骤S3.6.1.3.1，否则执行步骤S3.6.1.3.2；
S3.6.1.3.1：令
Figure FDA00042382719700000411
执行步骤S3.6.1.4；
S3.6.1.3.2：变量Cy加1；
S3.6.1.4：索引p加1；
S3.6.1.5：判断索引p是否大于等于数组
Figure FDA00042382719700000412
长度，若/>
Figure FDA00042382719700000413
执行步骤S3.6.1.6，否则执行步骤S3.6.1.2；
S3.6.1.6：判断变量Cy是否等于数组
Figure FDA00042382719700000414
长度，若Cy等于/>
Figure FDA00042382719700000415
则执行步骤S3.6.1.7，否则跳至步骤S3.6.1.10；
S3.6.1.7：令
Figure FDA00042382719700000416
S3.6.1.8：令
Figure FDA00042382719700000417
S3.6.1.9：数组
Figure FDA00042382719700000418
长度/>
Figure FDA00042382719700000419
加1；
S3.6.1.10：令索引p＝0，令变量Cy＝0；
S3.6.1.11：令索引q加1；
S3.6.1.12：判断索引q是否大于数组
Figure FDA00042382719700000420
长度/>
Figure FDA00042382719700000421
若/>
Figure FDA00042382719700000422
则执行步骤S3.6.1.13，否则执行步骤S3.6.1.2；
S3.6.1.13：保存数组
Figure FDA00042382719700000423
和/>
Figure FDA00042382719700000424
6.根据权利要求5所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，所述步骤S3.9具体包括以下步骤：
S3.9.1：令索引m＝0，m是数组
Figure FDA00042382719700000425
的索引；
S3.9.2：若
Figure FDA00042382719700000426
Figure FDA00042382719700000427
表示数组/>
Figure FDA00042382719700000428
中的第m个元素，thr表示阈值，则执行步骤S3.9.3，否则执行步骤S3.9.4；
S3.9.3：计算斜率
Figure FDA0004238271970000051
S3.9.4：索引m加1；
S3.9.5：判断索引m是否大于等于数组
Figure FDA0004238271970000052
长度/>
Figure FDA0004238271970000053
若/>
Figure FDA0004238271970000054
则执行步骤S3.9.6，否则执行步骤S3.9.2；
S3.9.6：将所有斜率保存在数组S[]中，并记录数组长度K。
7.根据权利要求6所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：
S4.1：计算发射信号的初始频率，具体步骤如下：
S4.1.1：将finit、fint[Z]中Z个元素及finit+fB由小到大依次保存在Fnew[]中；
S4.1.2：分别计算Fnew[]中相邻元素之差，结果依次保存在D[]中；
S4.1.3：令索引g＝0，g是数组D[]的索引；
S4.1.4：判断D[g]+2×fLP与B的大小关系，B＝250MHz，D[g]表示数组D[]中的第g个元素，若D[g]+2×fLP＜B，则执行步骤S4.1.5，否则执行步骤S4.1.8；
S4.1.5：令索引g加1；
S4.1.6：判断索引g与Z的大小关系，若g＞Z，则执行步骤S4.1.7，否则执行步骤S4.1.4；
S4.1.7：计算雷达发射频率的开始频率fc＝finit+fLP；
S4.1.8：计算雷达发射频率的开始频率fc＝Fnew[g]+fLP；
S4.2：计算发射信号的调制斜率，具体步骤如下：
S4.2.1：对S[]中所有元素进行反正切计算；
S4.2.2：将S4.2.1计算结果以及0、90度由小到大依次保存在数组A[]中；
S423：计算数组A[]中相邻元素之差ΔAl，其中ΔAl＝A[l+1]-A[l]，l＝0,1…K+1，K为S[]的元素个数；
S424：取ΔAl中最大值为
Figure FDA0004238271970000055
S425：计算雷达信号斜率
Figure FDA0004238271970000056
S4.3：计算发射信号。
8.根据权利要求7所述的波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，其特征在于，步骤S4.3具体为：
调整雷达发射信号
Figure FDA0004238271970000057
此信号表示发射信号的单周期信号，A表示发射信号的振幅，/>
Figure FDA0004238271970000061
表示发射信号的初始相位。
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