一种发射波形组生成方法、应用方法、系统及存储介质与流程

本技术涉及雷达，特别涉及一种发射波形组生成方法、应用方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、雷达传感器探测距离远且具备全天时全天候工作特性，在军用和民用等领域均得到了广泛应用。尤其是在民用领域，如智能驾驶和交通应用场景，毫米波雷达作为获取周边环境信息的传感器之一，得到了快速的普及和应用，其重要程度已获得了市场的认可。在车载和交通等应用中，毫米波雷达普遍采用频率调制连续波体制，调制形式相对简单。然而随着道路交通中汽车雷达产品的不断增加，雷达间互干扰的概率和风险增大，可能降低雷达探测性能，如虚假目标增多和弱目标漏检的问题进而造成误判等操作。

2、为了进一步提高雷达抗干扰探测性能，专家学者和工程师们提出了多种波形设计方法，目前研究比较广泛的是频率捷变雷达以及相位编码雷达等，这类雷达常应用于远距离探测，而且无法适配于现有的车载毫米波雷达体制。也有研究人员提出通过对调频连续波进行脉间载频调制提升波形的抗干扰能力，但是这种波形设计方式会导致回波慢时间维无法进行相干积累，这种波形设计方法需要对回波数据进行相应的相位补偿才能进行二维傅里叶变换等常规信号处理，这增加了信号处理的复杂度。

技术实现思路

1、本技术为解决现有技术中的频率捷变雷达以及相位编码雷达无法适配于现有的车载毫米波雷达体制的技术问题，以及解决现有技术中的通过对调频连续波进行脉间载频调制导致的回波慢时间维无法进行相干积累，并且需要对回波数据进行相位补偿才能进行常规信号处理的技术问题，提供一种发射波形组生成方法、应用方法、系统及存储介质。

2、具体的，本技术提供一种发射波形组生成方法，包括以下步骤：

3、s100：根据当前雷达的性能指标确定调频波的波形参数，所述波形参数至少包括第一预设波形参数和第二预设波形参数。

4、s200：基于所述性能指标构建第一预设波形参数对应的波形参数集合。

5、s300：根据所述波形参数集合和第二预设波形参数获取调频波，以根据所述调频波生成发射波形组。

6、在上述技术方案中，所述发射波形组不仅适用于单发单收的毫米波雷达，也适用于多发多收的毫米波雷达，同时也可以适用于时分多址调制雷达和多普勒多址调制雷达；根据当前雷达的性能指标，可以灵活地确定调频波的波形参数，通过调整第一预设波形参数和第二预设波形参数，能够适应不同的雷达需求和应用场景；发射波形组的生成是基于调频波的特性和参数设置，通过合理的调频波生成，可以优化雷达的性能指标，提高目标检测和跟踪的效果；并且该生成方法在满足雷达探测性能的同时，可以提升雷达的抗干扰能力，同时波形较为简单，易于工程实现，可以很好的适配现有的信号处理方法。

7、进一步，所述第一预设波形参数至少包括中心频率参数、发射周期参数和调频斜率参数；所述第二预设波形参数至少包括发射有效时间参数和信号带宽参数；所述波形参数集合至少包括中心频率集合、发射周期集合和调频斜率集合。

8、在上述技术方案中，这些参数针对雷达信号处理的核心指标，通过合理设计得到的发射波形组更能满足雷达的具体需求和应用场景。

9、进一步，所述步骤s200包括：

10、获取当前雷达的工作频段，根据所述工作频段和性能指标获取第一预设个中心频率点，以根据第一预设个中心频率点构建中心频率集合；其中，任意两个中心频率点之间的间隔大于预设信号带宽。

11、在上述技术方案中，中心频率集合的构建基于工作频段和性能指标，能够灵活地适应不同的雷达使用环境和需求，通过合理设置中心频率点的数量能够满足不同工作频段和信号带宽的要求；中心频率集合中任意两个中心频率点之间的间隔大于预设信号带宽，这样可以保证各个波形之间的频率不会相互干扰，避免了信号之间的互相干扰，从而保证了波形之间的独立性和可靠性；通过合理选择中心频率点，能够充分利用当前雷达的工作频段，并确保波形之间的频率覆盖范围合理，最大程度上利用了雷达发射资源，提高了发射波形组的效能。

12、进一步，所述步骤s200还包括：

13、根据所述性能指标获取第二预设个发射周期，以根据第二预设个发射周期构建发射周期集合；其中，各发射周期均大于预设发射有效时间。

14、在上述技术方案中，根据性能指标获取第二预设个发射周期，能够准确满足雷达对发射周期的要求；发射周期集合中的各发射周期均大于预设发射有效时间，保证了发射信号具有足够的时间长度，并且避免了信号截断和不完整的问题，这样能够确保发射信号的完整性，提高雷达系统的可靠性和有效性。

15、进一步，所述步骤s200还包括：

16、根据所述性能指标获取调频斜率正值和调频斜率负值，并根据所述调频斜率正值和调频斜率负值构建调频斜率集合。

17、在上述技术方案中，根据性能指标获取调频斜率的正值和负值，能够准确满足雷达对调频斜率的要求，通过构建调频斜率集合，可以确保调频斜率的范围和选择具有合适的精度和准确性；通过构建调频斜率集合，可以生成不同斜率的调频波，不同调频波具有不同的频率变化速度，可以实现更大范围、更快速度的频率变化，从而适应不同的雷达探测需求。

18、进一步，所述步骤s300包括：

19、从所述中心频率集合、发射周期集合和调频斜率集合中获取第三预设个调频波对应的目标中心频率、目标发射周期和目标调频斜率，并结合预设发射有效时间和预设信号带宽生成第三预设个调频波，以根据所述第三预设个调频波生成发射波形组。

20、在上述技术方案中，通过从中心频率集合、发射周期集合和调频斜率集合中获取目标中心频率、发射周期和调频斜率，可以精确地确定调频波的参数，这样可以确保发射波形组与预设要求相符，并提高雷达系统的准确性；结合预设发射有效时间和预设信号带宽，生成目标调频波时，可以优化波形的频率范围和变化速率，这样能够确保目标调频波在规定的有效时间内完成频率变化，并避免波形超出预设信号带宽的范围，进而提高雷达系统对目标的探测和分辨能力。

21、基于同一构思，本技术还提供一种发射波形组的应用方法，应用于所述发射波形组生成方法，所述应用方法包括以下步骤：

22、响应于发射波形组生成信号，获取发射波形组。

23、将所述发射波形组辐射至预设区域，以获取所述发射波形组经所述预设区域内的预设目标反射后的接收信号，并对所述接收信号进行第一预设处理，生成数字信号。

24、对所述数字信号进行第二预设处理，以获取预设目标的点迹信息。

25、在上述技术方案中，发射波形组辐射至预设区域后，通过接收到的反射信号进行预设处理，生成数字信号，由于发射波形组具有优化过的参数和特性，所得到的数字信号能够更准确地反映预设目标的特征和信息；通过对数字信号进行第二预设处理，可以提取出预设目标的点迹信息，这样可以方便地进行后续的数据分析和处理，识别目标、提取有价值的信息，为进一步的目标跟踪和分析提供基础。

26、进一步的，所述第一预设处理至少包括本振混频处理、滤波处理和采样处理。

27、在上述技术方案中，通过本振混频处理，可以将接收信号转换到基带频率，方便后续的信号处理和分析，这样可以降低信号频率，减少处理复杂度，并提高系统的工作效率；滤波处理可以去除不需要的频率成分和噪声，保留目标信号的有效部分，这样可以提高信噪比，减少干扰和误判，从而提高目标信号的可靠性和准确性；采样处理将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，通过合理选择采样率和采样点数，可以平衡信号分辨率和计算复杂度，采样处理可以保留信号的重要信息，便于后续的数字信号处理和特征提取。

28、所述第二预设处理至少包括傅里叶变换、目标检测、测角和解速度模糊。

29、在上述技术方案中，傅里叶变换可以将时域的信号转换为频域的频谱分析，通过傅里叶变换，可以提取出信号的频域特征，对目标信号进行频谱分析，从而快速识别和提取目标的频率特征；目标检测是基于信号处理方法对目标信号进行识别和检测，通过预设处理后的信号，可以使用各种目标检测算法进行目标的自动识别和检测，提高系统的自动化程度和检测精度；测角是利用接收到的信号对目标的方位或角度进行测量，通过对预设处理后的信号进行测角处理，可以确定目标的方位角或角度信息，实现目标的定位和定向；速度模糊是由于目标的运动引起的频率模糊，通过解速度模糊处理，可以准确反演目标的速度信息，提高目标速度的测量精度。

30、基于同一构思，本技术还提供一种发射波形组的应用方法的系统，所述系统包括：

31、获取模块：用于响应于发射波形组生成信号，获取发射波形组。

32、辐射模块：用于将所述发射波形组辐射至预设区域。

33、接收模块：用于获取所述发射波形组经所述预设区域内的预设目标反射后的接收信号。

34、第一处理模块：用于对所述接收信号进行第一预设处理，生成数字信号。

35、第二处理模块：用于对所述数字信号进行第二预设处理，以获取预设目标的点迹信息。

36、在上述技术方案中，经过辐射到预设区域并经过预设处理后，由于发射波形组经过优化的参数和特性，所产生的数字信号能够准确地反映预设目标的特征和信息；而对这些数字信号进行第二预设处理，则可以提取出预设目标的点迹信息，为后续的数据分析和处理提供基础，这样可以方便地识别目标并提取有价值的信息，进而支持目标的跟踪和进一步的分析工作。

37、基于同一构思，本技术还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述的发射波形组的应用方法。

38、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

39、本技术先根据当前雷达的性能指标确定调频波的波形参数，所述波形参数至少包括第一预设波形参数和第二预设波形参数；然后基于所述性能指标构建第一预设波形参数对应的波形参数集合；最后根据所述波形参数集合和第二预设波形参数获取调频波，以根据所述调频波生成发射波形组。通过本技术所生成的发射波形组不仅适用于单发单收的毫米波雷达，也适用于多发多收的毫米波雷达，同时也可以适用于时分多址调制雷达和多普勒多址调制雷达；该生成方法在满足雷达探测性能的同时，可以提升雷达的抗干扰能力，同时波形较为简单，易于工程实现，可以很好的适配现有的信号处理方法。