调频连续波雷达测距算法综述

史璐媛，任 建，刘令文

（沈阳工业大学 辽宁 沈阳 110870）

1 引言

连续波作为雷达测距的信号具备高精度测距、结构简单轻便、测速性能好等优点，具有广泛的应用前景，成为研究人员关注的焦点。大量查阅资料后，总结了多频连续波雷达测距主流算法和目前被应用或认可的改进算法，分别对影响测距精度距离的加速度和速度差补偿法进行了论述。

2 多频连续波雷达测距体制主要算法

双频比相测距体制是多频连续波雷达测距的主要算法，但其测距精度和最大不模糊距离均与双频频差成反比，存在不可调和的矛盾，多频测距体制的提出解决了此问题[1]。多频测距体制最主要的两种方法是参差多频法和二次相差法。

2.1 参差多频法基本原理

2.2 二次相差法基本原理

二次相差法使用较大的二次频差保证测距精度，使用较小的二次频差保证大的不模糊距离，来解决测距精度与最大不模糊距离之间的矛盾[1]。

3 补偿算法

采用连续波雷达对运动物体测距时，干扰频移的产生会造成频谱展宽，谱峰值降低，影响测距测速和定位精度。因此运用加速度补偿法和速度差补偿法可获得较高的补偿精度，提高应用价值。

3.1 加速度补偿法

3.2 速度差补偿法

带有干扰速度的单路信号表示如式（7）所示[4]：

选定速度补偿范围并按照固定步长带入即可获得不同速度的补偿模板，将不同的补偿模板与该式相乘后进行FFT变换，峰值最大即为最佳补偿。

4 算法改进与创新

在世界范围内主要针对参差多频法和二次相差法进行了改进。在采样过程，提出基于SDR的MFCW系统并设计了人体呼吸系统检测算法[5]。信号预处理阶段，提出用新的MFCW雷达与傅里叶系数插值法估计距离与速度[6-7]。通过Tayler公式展开目标距离来估计距离与速度，解决速度相同的多目标问题。针对测距算法[8]，将雷达测距与机器视觉技术相融合，提出车辆检测算法，为车辆自动驾驶系统提供有效环境信息。结果处理方面，提出局部速度差补偿算法[4]。

5 结语

多频连续波雷达技术因其优良的性能受到重视，并逐渐应用于各种场合。随着多频连续波雷达性能的不断改进和提高，雷达多目标检测、三维建模等技术将继续发展，未来与深度学习、交通检测等领域相结合可以更好地融入人类生活。