CN114325589A - 一种随机参数的fmcw雷达装置和信号生成与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法，该装置包括雷达配置模块、存储模块、信号参数集合构造模块、GNSS模块、指向判断模块、信号参数选取模块、变参雷达前端、滤波模块、采样模块、干扰消除模块、信号处理模块和控制模块。该方法为：构建两个频率变化率符号相反的信号参数集合，通过计算起始频率序号、频率变化率序号、根据雷达指向选取频率变化率符号得到信号参数，产生雷达信号并发射，接收反射信号并得到中频信号，对中频信号滤波得到数字信号并进行干扰消减。该装置和方法使得雷达间干扰信号的中频分量容易被识别并消减，即使在频率资源有限、多个雷达同时工作的情况下，每个雷达仍能保持较高的性能。

Description

一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法。

背景技术

雷达技术在交通和安防领域，如：车载雷达、交通检测、周界安防、人机监控和反制等获得广泛应用，而且相当部分雷达都采用FMCW技术。这些雷达采用宽带信号，频率多在24-24.25GHz、60-64GHz、76-77GHz或77-81GHz内，特别是同一种应用的雷达多使用同一频段的频率，因此，随着雷达数量的增多，雷达间的干扰越来越严重。

雷达收到的其它雷达的干扰信号可以分为两种，一种是物体对其它雷达信号的反射信号，另一种是其它雷达的直射信号，如：相向而行两辆汽车前置雷达间的干扰。相比反射信号，其它雷达的直射信号往往强度更高，严重影响雷达正常工作。

雷达间的干扰会增加虚警率和假目标、影响真实目标检测，甚至导致雷达无法正常工作。为了解决这个问题，目前的系统和研究主要从两个方向来改进：一是改善信号处理技术，二是选取不同频率与波形的组合。然而，前者并不能真正避免这一问题，后者由于实际的频率与波形的组合有限，也很难获得满意的效果。

发明内容

针对上述雷达间干扰，尤其是其他雷达直射信号干扰正常反射信号的问题，本发明提供一种随机参数的FMCW雷达装置和信号生成与处理方法。一种随机参数的FMCW信号生成与处理方法，包括以下步骤：

步骤1，构建两个频率变化率符号相反的Chirp信号参数集合A和集合B，所述Chirp信号参数集合A表示为{(b_n,k_m,T_m)}，集合B表示为{(b_N+n,k_M+m,T_M+m)}；其中，b表示Chirp信号的起始频率，k表示Chirp信号的频率变化率，T表示Chirp长度，n表示起始频率序号且0≤n≤N-1，m表示频率变化率序号且0≤m≤M-1，N是集合A中起始频率不同取值的数量，M是集合A中频率变化率不同取值的数量；

步骤2，利用雷达装置信息计算所述起始频率序号n、所述频率变化率序号m，定义正方向并根据雷达指向选取所述频率变化率的符号；

当雷达指向为所述正方向时，选取所述频率变化率的符号为正，从所述集合A中选取(b_n,k_m,T_m)作为Chirp信号参数；

当雷达指向为非正方向时，选取所述频率变化率的符号为负，从所述集合B中选取(b_N+n,k_M+m,T_M+m)作为Chirp信号参数；

步骤3，根据步骤2中得到的Chirp信号参数产生雷达信号并发射出去，同时，接收反射信号并产生中频信号I；

步骤4，通过带通滤波对所述中频信号I滤波，把噪声和雷达干扰信号对应的中频分量滤除，得到中频信号I‘；

步骤5，对中频信号I‘采样，生成数字信号D；

步骤6，对数字信号D进行干扰消减。

作为该方法的进一步改进：

更进一步的，步骤1中构建两个频率变化率符号相反的Chirp信号参数集合A和集合B包括以下步骤：

步骤11，配置并保存雷达装置信息，雷达装置信息包括可用频段范围[f_L,f_H]、每个Chirp带宽W、Chirp长度变化范围[T_L,T_H]、中频滤波器上截止频率F、初始频率步长系数α、频率变化率步长系数β、经纬度乘积系数c，雷达经纬度，指向、版本号、序列号和雷达标识号；

步骤12，通过以下公式构造所述Chirp信号参数集合A：

b_n＝f_L+n*α*F，

k_m＝(m*β+1)*W/T_H，

T_m＝T_H/(m*β+1)，

通过以下公式构造所述Chirp信号参数集合B：

b_N+n＝f_H-n*α*F，

k_M+m＝-(m*β+1)*W/T_H，

T_M+m＝T_H/(m*β+1)，

其中，α≥2，

(T_H/T_L)*(F/W)＜β≤(T_H/T_L)，

步骤13，以雷达标识号为种子，初始化随机序列数发生器，即srand(雷达标识号)，其中srand为随机数发生器的初始化函数。

更进一步的，步骤2中，起始频率序号n＝(INT(雷达经度*c)+rand())％N，其中INT为将数值向下取整为最接近的整数的函数，rand为随机函数。

更进一步的，步骤2中，频率变化率序号m＝(INT(雷达纬度*c)+rand()+HASH(雷达装置信息))％M，其中INT为将数值向下取整为最接近的整数的函数，rand为随机函数，HASH即把任意长度的输入，通过散列算法，变换成固定长度的输出，其输出是散列值。

更进一步的，步骤2中，定义正方向是指以正东方向为横轴方向，正北方向为纵轴方向建立一个平面直角坐标系，把雷达指向矢量起始点移至原点；当在雷达指向矢量与横轴正半轴重合或在第一、第二象限时，雷达指向为正方向，否则，为非正方向。

更进一步的，需要反映位置的米级差异时，所述经纬度乘积系数c在10000-100000之间取值；需要反映10米级差异时，所述经纬度乘积系数c在1000-10000间取值。

更进一步的，一种应用随机参数的FMCW信号生成与处理方法的雷达装置，包括：雷达配置模块、信息存储模块、Chirp信号参数集合构造模块、GNSS模块、指向判断模块、Chirp信号参数选取模块、变参FMCW雷达前端、滤波模块、采样模块、干扰消除模块、雷达信号处理模块和雷达控制模块；

雷达配置模块，提供人机交互界面，用于配置雷达装置信息；

信息存储模块，用于存储雷达装置信息和Chirp信号参数集合；

Chirp信号参数集合构造模块基于所述信息存储模块中的信息构建Chirp信号参数集合；

GNSS模块用于获取雷达经纬度；

指向判断模块用于确定雷达指向；

Chirp信号参数选取模块用于从所述Chirp信号参数集合中选取一组参数；

变参FMCW雷达前端基于所述Chirp信号参数选取模块选取的参数，产生雷达信号并发射出去，同时，接收反射信号，并产生雷达中频信号I；

滤波模块通过带通滤波，把噪声和雷达间干扰信号对应的中频分量滤除，得到中频信号I‘；

采样模块对所述中频信号I‘采样；

干扰消除模块检测尚未被滤除的雷达间干扰信号对应的中频分量，并进行干扰消减；

雷达信号处理模块对所述干扰消减后的信号进行信号处理；

雷达控制模块完成雷达信号收发控制。

更进一步的，一种雷达装置的工作方法，包括两个步骤，步骤1，配置雷达，并构造Chirp信号参数集合；步骤2，生成与处理FMCW信号；步骤1，配置雷达，并构造Chirp信号参数集合具体包括：

步骤201，通过雷达配置模块启动一次雷达配置操作；

步骤202，通过雷达配置模块的人机界面输入雷达配置信息；

步骤203，雷达配置模块把上述输入的信息存入信息存储模块中，并通知FMCW信号参数集合构造模块配置信息已更新；

步骤204，Chirp信号参数集合构造模块利用更新后的配置信息构造Chirp信号参数集合；

步骤205，Chirp信号参数集合构造模块把构造的所述Chirp信号参数集合存放在信息存储模块中；

步骤206，Chirp信号参数集合构造模块通知雷达配置模块已完成Chirp信号参数集合构造与存储，雷达配置模块通过人机界面告知本次流程结束；

步骤2，生成与处理FMCW信号具体包括：

步骤301，雷达控制模块根据业务要求启动一次雷达操作，并让GNSS模块、指向判断模块工作；

步骤302，GNSS模块接收GNSS信号，计算出目前雷达的位置，运动方向，并交给所述雷达控制模块；

步骤303，指向判断模块根据雷达在平台上位置、平台方位、平台运动方向来确定雷达指向，并交给雷达控制模块；

步骤304，雷达控制模块直接从配置信息中读出雷达装置标识其它配置信息；

步骤305，雷达控制模块把位置、指向和标识传给所述Chirp信号参数选取模块，Chirp信号参数选取模块根据随机参数的FMCW信号生成与处理方法，从存放在信息存储模块中的Chirp信号参数集合中选取一组参数，并传给变参FMCW雷达前端；

步骤306，变参FMCW雷达前端在雷达控制模块的控制下，根据输入的Chirp信号的频率变化率、起始频率和Chirp长度产生雷达信号；

步骤307，变参FMCW雷达前端在雷达控制模块的控制下，发射雷达、接收并解调雷达信号，得到中频信号，发送到所述滤波模块；

步骤308，滤波模块对中频信号进行带通滤波，滤除噪声和落在带外的雷达间干扰信号对应的中频分量，并把滤波后的模拟中频信号发送到所述采样模块；

步骤309，采样模块对滤波后的模拟中频信号进行A/D采样，获得数字中频信号，并把数字中频信号发送到干扰消除模块；

步骤310，干扰消除模块基于起始频率，频率变化率和Chirp长度的有限组合得到干扰信号中频分量的特征，识别并消除这些干扰信号，或根据这些特征，通过时域/频域信号处理降低干扰信号，再把已消除干扰的数字中频信号送到所述雷达信号处理模块；

步骤311，雷达信号处理模块基于通用的雷达信号处理算法，估计出目标运动速度、方向信息，进一步分析目标有无、数量、姿态信息；

步骤312，雷达信号处理模块把探测结果反馈到雷达控制模块；

步骤313，雷达控制模块根据目前的反馈结果及历史信息，确定是否需要进一步探测，如果需要进一步探测，就跳转到步骤301；如果不需要进一步探测，则跳转到步骤314；

步骤314，雷达控制模块决定停止雷达操作，各模块停止工作。

相对于现有技术，该发明使得指向相反的雷达装置发出的Chirp信号频率变化率符号相反，一定距离范围内的雷达装置的Chirp信号在起始频率、频率变化率、长度上存在显著差异，雷达间干扰信号对应的中频分量容易识别，以便捷地利用滤波、信号处理和干扰信号消除的方法降低或消除雷达间干扰信号对应的中频分量。这样，即使同一区域内存在多个雷达装置在有限的频带内同时工作，仍然能够保持较高的性能。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明雷达装置实施例的组成图；

图3为本发明实施例中雷达配置与Chirp信号参数集合构造的流程图；

图4为本发明实施例中FMCW信号生成与处理的流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)或“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”是用于区别类似的对象或便于本发明的结构描述，而不必用于描述特定的顺序或先后次序以及限制本发明的结构技术特征。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施例提供一种随机参数的FMCW雷达装置，包括：雷达配置模块、信息存储模块、Chirp信号参数集合构造模块、GNSS模块、指向判断模块、Chirp信号参数选取模块、变参FMCW雷达前端、滤波模块、采样模块、干扰消除模块、雷达信号处理模块和雷达控制模块。

图2为该实施例的组成图，包括：

1、雷达配置模块，用于配置雷达装置相关信息；

2、信息存储模块，存储雷达装置的配置的信息、Chirp信号参数集合及其它信息。

3、Chirp信号参数集合构造模块，基于信息存储模块中的信息，构造Chirp信号参数集合。

4、GNSS模块，可以是北斗模块或GPS模块，负责定位雷达装置的位置，即：经度、纬度。

5、指向判断模块，判断雷达指向。这一模块可以根据雷达在平台(如：汽车、云台等)上位置、平台方位、平台运动方向来确定雷达指向；对于固定放置的雷达装置，可以直接配置其指向。

6、Chirp信号参数选取模块，基于位置、指向、标识及配置信息，按照确定的算法从Chirp信号参数集合中选取一组参数，包括Chirp信号的起始频率、频率变化率、长度。

7、变参FMCW雷达前端，基于上述选取的Chirp信号的起始频率、频率变化率和长度产生雷达信号，发送出去，并接收反射信号，解调出中频信号。

8、滤波模块，对解调出的中频信号滤波，滤除噪声和落在带外的干扰信号分量。

9、采样模块，对滤波后的中频信号采样，得到数字信号。

10、干扰消除模块，基于干扰信号中频分量的特征，逐一识别并消除干扰信号的中频分量，或利用时域/频域信号处理方法降低干扰信号。

11、雷达信号处理模块，对消除干扰分量后的中频信号进行处理，完成测距、侧向、测速、有无、姿态等方面的检测任务。

12、雷达控制模块，管理控制雷达，如信号收发控制等。

如图1所示，本实施例提供一种随机参数的FMCW信号生成与处理方法，应用于随机参数的FMCW雷达装置中，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建两个频率变化率符号相反的Chirp信号参数集合A和集合B，Chirp信号参数集合A表示为{(b_n,k_m,T_m)}，集合B表示为{(b_N+n,k_M+m,T_M+m)}；其中，b表示Chirp信号的起始频率，k表示Chirp信号的频率变化率，T表示Chirp长度，n表示起始频率序号且0≤n≤N-1，m表示频率变化率序号且0≤m≤M-1，N是集合A中起始频率不同取值的数量，M是集合A中频率变化率不同取值的数量。

由于Chirp信号参数集合A和集合B的频率变化率符号相反，雷达1和雷达2分别取正、负值的频率变化率时，雷达1收到的来自雷达2的干扰信号的能量就不会在频域上集中，大部分干扰信号会被中频滤波器滤掉。

具体来说，包括：

步骤11，配置并保存雷达装置信息，雷达装置信息包括可用频段范围[f_L,f_H]，每个Chirp带宽W、Chirp长度变化范围[T_L,T_H]、中频滤波器上截止频率F、初始频率步长系数α、频率变化率步长系数β、经纬度乘积系数c，雷达经纬度，指向、版本号、序列号和标识号；

其中雷达经纬度获取可以利用GNSS模块获取雷达装置经度和纬度。如果没有GNSS模块或其不工作，可以从信息存储模块中获取。雷达指向的获取可以利用指向判断模块，如果没有指向判断模块或其不工作，可以从信息存储模块中获取。同时，可以从信息存储模块获取雷达装置的配置信息，包括设备标识号、版本号、序列号等。

步骤12，通过以下公式构造所述Chirp信号参数集合A：

b_n＝f_L+n*α*F，

k_m＝(m*β+1)*W/T_H，

T_m＝T_H/(m*β+1)，

通过以下公式构造所述Chirp信号参数集合B：

b_N+n＝f_H-n*α*F，

k_M+m＝-(m*β+1)*W/T_H，

T_M+m＝T_H/(m*β+1)，

其中，α≥2，

(T_H/T_L)*(F/W)＜β≤(T_H/T_L)，

通过上述公式可以看出，α的取值会受限于雷达信号的带宽W，β的取值受限于雷达信号Chirp长度变化范围，且由集合A和集合B构成的共计2*M*N组参数所对应的FMCW信号特征明显。在滤波后的雷达中频信号中，这些FMCW信号对应的中频分量的特征，包括频率、频率变化、时长及其相互关系，也比较明显，可以利用这些特征降低或消除雷达间的干扰。

当选取的α值越大，对于雷达1和雷达2，无论其指向相同，还是相异，雷达1收到的来自雷达2的干扰信号在中频滤波后，将被全部或部分滤掉的概率越大，越有利于降低干扰。当选取的β值越大，对于雷达1和雷达2来说，雷达1收到的来自雷达2的干扰信号的能量在频域上越分散，在中频滤波后干扰信号的能量就越小，有利于降低干扰。

步骤13，以所述雷达标识号为种子，初始化随机序列数发生器，即srand(雷达标识号)，其中srand为随机数发生器的初始化函数。

步骤2，利用雷达装置信息计算所述起始频率序号n、所述频率变化率序号m，定义正方向并根据雷达指向选取所述频率变化率的符号；

当雷达指向为所述正方向时，选取所述频率变化率的符号为正，从所述集合A中选取(b_n,k_m,T_m)作为Chirp信号参数；

当雷达指向为非正方向时，选取所述频率变化率的符号为负，从所述集合B中选取(b_N+n,k_M+m,T_M+m)作为Chirp信号参数；

其中，起始频率序号

n＝(INT(雷达经度*c)+rand())％N，其中INT为将数值向下取整为最接近的整数的函数，rand为随机函数。

其中，频率变化率序号m＝(INT(雷达纬度*c)+rand()+HASH(雷达装置信息))％M，其中INT为将数值向下取整为最接近的整数的函数，rand为随机函数，HASH即把任意长度的输入，通过散列算法，变换成固定长度的输出，其输出是散列值。

需要反映位置的米级差异时，所述经纬度乘积系数c在10000-100000之间取值；需要反映10米级差异时，所述经纬度乘积系数c在1000-10000间取值。尽管GPS或北斗系统只能提供10米级定位精度，但其提供的经纬度信息可以提供小数点后至少5位数，可以利用它们来增强距离相近的不同雷达所选参数的差异；同时，srand(雷达标识号)和HASH(雷达装置信息)可以反映不同雷达设备的差异。

其中，定义正方向是指以正东方向为横轴方向，正北方向为纵轴方向建立一个平面直角坐标系，把雷达指向矢量起始点移至原点；当在雷达指向矢量与横轴正半轴重合或在第一、第二象限时，雷达指向为正方向，否则，为非正方向。

步骤3，根据步骤2中得到的Chirp信号参数产生雷达信号并发射出去，同时，接收反射信号并产生中频信号I；

步骤4，通过带通滤波对所述中频信号I滤波，把噪声和雷达干扰信号对应的中频分量滤除，得到中频信号I‘；

步骤5，对中频信号I‘采样，生成数字信号D；

步骤6，对数字信号D进行干扰消减。对于Chirp信号参数集合中的各组参数生成的FMCW雷达信号及其反射信号在滤波后的雷达中频信号中所对应的中频分量来说，在频率、频率变化、时长及其相互关系上存在明显的特征，利用这些特征，干扰消除模块检测尚未被滤除的由其它雷达产生的干扰信号的中频分量，并进行干扰消除；或利用时域和频率内信号处理方式降低这些干扰信号。

图3为该实施例的雷达配置与Chirp信号参数集合构造的流程图，按照如下步骤来配置雷达，并构造Chirp信号参数集合：

步骤201，通过雷达配置模块启动一次雷达配置操作。

步骤202，通过雷达配置模块的人机界面输入雷达配置信息。

步骤203，雷达配置模块把上述输入的信息存入信息存储模块中，并通知FMCW信号参数集合构造模块配置信息已更新。

步骤204，Chirp信号参数集合构造模块利用更新后的配置信息构造Chirp信号参数集合。

步骤205，Chirp信号参数集合构造模块把新构造的Chirp信号参数集合存放在信息存储模块中。

步骤206，Chirp信号参数集合构造模块通知雷达配置模块已完成Chirp信号参数集合构造与存储，雷达配置模块通过人机界面告知本次流程结束。

如图4为根据该实施例FMCW信号生成与处理的流程图，按照如下步骤来生成与处理FMCW信号：

步骤301，雷达控制模块根据业务要求启动一次雷达操作，并让GNSS模块、指向判断模块工作。

步骤302，GNSS模块接收GNSS信号，计算出目前雷达的位置，运动方向，并交给雷达控制模块；如果是固定放置的雷达装置且GNSS不工作，雷达控制模块可以从信息存储模块中读出其位置。

步骤303，指向判断模块根据雷达在平台(如：汽车、云台等)上位置、平台方位、平台运动方向来确定雷达指向，并交给雷达控制模块；如果是固定放置的雷达装置，雷达控制模块可以从信息存储模块中读出其指向。

步骤304，雷达控制模块直接从配置信息中读出雷达装置标识等其它配置信息。

步骤305，雷达控制模块把位置、指向、标识和其它信息传给Chirp信号参数选取模块，Chirp信号参数选取模块根据本实施例中所述的Chirp信号参数选取方法，从存放在信息存储模块中的Chirp信号参数集合中选取一组参数：Chirp信号的起始频率、频率变化率和长度，并传给变参FMCW雷达前端。这里，任何两个指向相同的雷达的Chirp信号的频率变化率正负号相同，任何两个指向相反的雷达的Chirp信号的频率变化率正负号相异；在一定距离范围内，不同雷达的Chirp信号在起始频率、频率变化率和长度上大概率地存在明显差异，便于在中频滤波时滤除，或便于识别并消除。

步骤306，变参FMCW雷达前端在雷达控制模块的控制下，根据输入的Chirp信号的频率变化率、起始频率、长度产生雷达信号。

步骤307，变参FMCW雷达前端在雷达控制模块的控制下，发射雷达、接收并解调雷达信号，得到中频信号，发送到滤波模块。

步骤308，滤波模块对中频信号进行带通滤波，滤除噪声和落在带外的雷达间干扰信号对应的中频分量，并把滤波后的模拟中频信号发送到采样模块。

步骤309，采样模块对模拟中频信号进行A/D采样，获得数字中频信号，并把数字中频发送到干扰消除模块。

步骤310，干扰消除模块基于有限(起始频率，频率变化率、长度)组合得到的干扰信号中频分量的特征，识别并消除这些干扰信号；或根据这些特征，通过时域/频域信号处理降低干扰信号。再把已消除干扰的数字中频信号送到雷达信号处理模块。

步骤311，雷达信号处理模块基于通用的雷达信号处理算法，估计出目标运动速度、方向等信息，进一步分析目标有无、数量、姿态等信息。

步骤312，雷达信号处理模块把探测结果反馈到雷达控制模块。

步骤313，雷达控制模块根据目前的反馈结果及历史信息，确定是否需要进一步探测，如果需要进一步探测，就跳转到步骤301；如果不需要进一步探测，则跳转到步骤314。

步骤314，雷达控制模块决定停止雷达操作，各模块停止工作。

该实施例使得指向相反的雷达装置发出的Chirp信号频率变化率符号相反，一定距离范围内的雷达装置的Chirp信号在起始频率、频率变化率、长度上存在显著差异，雷达间干扰信号对应的中频分量容易识别，以便捷的利用滤波、信号处理和干扰信号消除的方法降低或消除雷达间干扰信号对应的中频分量。这样，即使同一区域内存在多个雷达装置在有限的频带内同时工作，仍然能够保持较高的性能。

以上仅是本发明的优选实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种随机参数的FMCW信号生成与处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建两个频率变化率符号相反的Chirp信号参数集合A和集合B，所述Chirp信号参数集合A表示为{(b_n,k_m,T_m)}，集合B表示为{(b_N+n,k_M+m,T_M+m)}；其中，b表示Chirp信号的起始频率，k表示Chirp信号的频率变化率，T表示Chirp长度，n表示起始频率序号且0≤n≤N-1，m表示频率变化率序号且0≤m≤M-1，N是集合A中起始频率不同取值的数量，M是集合A中频率变化率不同取值的数量；

步骤2，利用雷达装置信息计算所述起始频率序号n、所述频率变化率序号m，定义正方向并根据雷达指向选取所述频率变化率的符号；

当雷达指向为所述正方向时，选取所述频率变化率的符号为正，从所述集合A中选取(b_n,k_m,T_m)作为Chirp信号参数；

当雷达指向为非正方向时，选取所述频率变化率的符号为负，从所述集合B中选取(b_N+n,k_M+m,T_M+m)作为Chirp信号参数；

步骤3，根据所述步骤2中得到的Chirp信号参数产生雷达信号并发射出去，同时，接收反射信号并产生中频信号I；

步骤4，通过带通滤波对所述中频信号I滤波，把噪声和雷达干扰信号对应的中频分量滤除，得到中频信号I‘；

步骤5，对所述中频信号I‘采样，生成数字信号D；

步骤6，对所述数字信号D进行干扰消减。

2.根据权利要求1所述的随机参数的FMCW信号生成与处理方法，其特征在于，所述步骤1中构建两个频率变化率符号相反的Chirp信号参数集合A和集合B包括以下步骤：

步骤11，配置并保存雷达装置信息，所述雷达装置信息包括可用频段范围[f_L,f_H]、每个Chirp带宽W、Chirp长度变化范围[T_L,T_H]、中频滤波器上截止频率F、初始频率步长系数α、频率变化率步长系数β、经纬度乘积系数c，雷达经纬度，指向、版本号、序列号和雷达标识号；

步骤12，通过以下公式构造所述Chirp信号参数集合A：

b_n＝f_L+n*α*F，

k_m＝(m*β+1)*W/T_H，

T_m＝T_H/(m*β+1)，

通过以下公式构造所述Chirp信号参数集合B：

b_N+n＝f_H-n*α*F，

k_M+m＝-(m*β+1)*W/T_H，

T_M+m＝T_H/(m*β+1)，

其中，α≥2，

(T_H/T_L)*(F/W)＜β≤(T_H/T_L)，

步骤13，以所述雷达标识号为种子，初始化随机序列数发生器，即srand(雷达标识号)，其中srand为随机数发生器的初始化函数。

3.根据权利要求2中所述的随机参数的FMCW信号生成与处理方法，其特征在于，所述步骤2中，起始频率序号n＝(INT(雷达经度*c)+rand())％N，其中INT为将数值向下取整为最接近的整数的函数，rand为随机函数。

4.根据权利要求2中所述的随机参数的FMCW信号生成与处理方法，其特征在于，所述步骤2中，频率变化率序号m＝(INT(雷达纬度*c)+rand()+HASH(雷达装置信息))％M，其中INT为将数值向下取整为最接近的整数的函数，rand为随机函数，HASH即把任意长度的输入，通过散列算法，变换成固定长度的输出，其输出是散列值。

5.根据权利要求3或4中所述的随机参数的FMCW信号生成与处理方法，其特征在于，所述步骤2中，定义正方向是指以正东方向为横轴方向，正北方向为纵轴方向建立一个平面直角坐标系，把雷达指向矢量起始点移至原点；当雷达指向矢量与横轴正半轴重合或在第一、第二象限时，雷达指向为正方向，否则，为非正方向。

6.根据权利要求2中所述的随机参数的FMCW信号生成与处理方法，其特征在于，需要反映位置的米级差异时，所述经纬度乘积系数c在10000-100000之间取值；需要反映10米级差异时，所述经纬度乘积系数c在1000-10000间取值。

7.一种应用权利要求1-6中任意一项随机参数的FMCW信号生成与处理方法的雷达装置，其特征在于，所述雷达装置包括：雷达配置模块、信息存储模块、Chirp信号参数集合构造模块、GNSS模块、指向判断模块、Chirp信号参数选取模块、变参FMCW雷达前端、滤波模块、采样模块、干扰消除模块、雷达信号处理模块和雷达控制模块；

所述雷达配置模块，提供人机交互界面，用于配置雷达装置信息；

所述信息存储模块，用于存储雷达装置信息和Chirp信号参数集合；

所述Chirp信号参数集合构造模块基于所述信息存储模块中的信息构建Chirp信号参数集合；

所述GNSS模块用于获取雷达经纬度；

所述指向判断模块用于确定雷达指向；

所述Chirp信号参数选取模块用于从所述Chirp信号参数集合中选取一组参数；

所述变参FMCW雷达前端基于所述Chirp信号参数选取模块选取的参数，产生雷达信号并发射出去，同时，接收反射信号，并产生雷达中频信号I；

所述滤波模块通过带通滤波，把噪声和雷达间干扰信号对应的中频分量滤除，得到中频信号I‘；

所述采样模块对所述中频信号I‘采样；

所述干扰消除模块检测尚未被滤除的雷达间干扰信号对应的中频分量，并进行干扰消减；

所述雷达信号处理模块对所述干扰消减后的信号进行信号处理；

所述雷达控制模块完成雷达信号收发控制。

8.一种根据权利要求7中所述的雷达装置的工作方法，其特征在于，包括两个步骤，步骤1，配置雷达，并构造Chirp信号参数集合；步骤2，生成与处理FMCW信号；

所述步骤1，配置雷达，并构造Chirp信号参数集合具体包括：

步骤201，通过所述雷达配置模块启动一次雷达配置操作；

步骤202，通过所述雷达配置模块的人机界面输入雷达配置信息；

步骤203，所述雷达配置模块把上述输入的信息存入所述信息存储模块中，并通知所述FMCW信号参数集合构造模块配置信息已更新；

步骤204，所述Chirp信号参数集合构造模块利用更新后的配置信息构造所述Chirp信号参数集合；

步骤205，所述Chirp信号参数集合构造模块把构造的所述Chirp信号参数集合存放在所述信息存储模块中；

步骤206，所述Chirp信号参数集合构造模块通知所述雷达配置模块已完成Chirp信号参数集合构造与存储，所述雷达配置模块通过人机界面告知本次流程结束；

所述步骤2，生成与处理FMCW信号具体包括：

步骤301，所述雷达控制模块根据业务要求启动一次雷达操作，并让所述GNSS模块、所述指向判断模块工作；

步骤302，所述GNSS模块接收GNSS信号，计算出目前雷达的位置，运动方向，并交给所述雷达控制模块；

步骤303，所述指向判断模块根据雷达在平台上位置、平台方位、平台运动方向来确定雷达指向，并交给所述雷达控制模块；

步骤304，所述雷达控制模块直接从配置信息中读出雷达装置标识其它配置信息；

步骤305，所述雷达控制模块把位置、指向和标识传给所述Chirp信号参数选取模块，所述Chirp信号参数选取模块根据权利要求1-6中任意一项所述的随机参数的FMCW信号生成与处理方法，从存放在所述信息存储模块中的Chirp信号参数集合中选取一组参数，并传给所述变参FMCW雷达前端；

步骤306，所述变参FMCW雷达前端在所述雷达控制模块的控制下，根据输入的Chirp信号的频率变化率、起始频率和Chirp长度产生雷达信号；

步骤307，所述变参FMCW雷达前端在所述雷达控制模块的控制下，发射雷达、接收并解调雷达信号，得到中频信号，发送到所述滤波模块；

步骤308，所述滤波模块对所述中频信号进行带通滤波，滤除噪声和落在带外的雷达间干扰信号对应的中频分量，并把滤波后的模拟中频信号发送到所述采样模块；

步骤309，所述采样模块对所述滤波后的模拟中频信号进行A/D采样，获得数字中频信号，并把所述数字中频信号发送到所述干扰消除模块；

步骤310，所述干扰消除模块基于起始频率，频率变化率和Chirp长度的有限组合得到干扰信号中频分量的特征，识别并消除这些干扰信号，或根据这些特征，通过时域/频域信号处理降低干扰信号，再把已消除干扰的数字中频信号送到所述雷达信号处理模块；

步骤311，所述雷达信号处理模块基于通用的雷达信号处理算法，估计出目标运动速度、方向信息，进一步分析目标有无、数量、姿态信息；

步骤312，所述雷达信号处理模块把探测结果反馈到所述雷达控制模块；

步骤313，所述雷达控制模块根据目前的反馈结果及历史信息，确定是否需要进一步探测，如果需要进一步探测，就跳转到步骤301；如果不需要进一步探测，则跳转到步骤314；

步骤314，所述雷达控制模块决定停止雷达操作，各模块停止工作。

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