本發(fā)明涉及汽車防撞雷達回波模擬測試技術(shù)，特別涉及一種汽車防撞雷達回波模擬測試系統(tǒng)和測試方法。
背景技術(shù)：
：汽車防撞雷達是減少行車事故的重要的傳感器，也是無人駕駛汽車必需的安全設備之一，但是對其性能快速、簡潔的全面測試技術(shù)仍然處于起步水平。整車廠在加裝防撞雷達的過程中對雷達測試系統(tǒng)的需求十分迫切，然而，目前根據(jù)公開文獻并沒有一套完整的防撞雷達回波模擬及測試系統(tǒng)。申請公布號為CN104793208A的專利公開了一種抗干擾與多目標識別的汽車防撞雷達檢測方法，主要是通過雷達信號強度設定器設定信號強度范圍，雷達檢測處理器控制雷達發(fā)射器發(fā)射雷達信號，再將回波信號與設定器所設定的信號強度相比較，根據(jù)幅度比較結(jié)果來檢測是否需屏蔽發(fā)射器信號以實現(xiàn)，并沒有能完整對雷達進行測試。申請公布號為CN103661128A的專利公開了一種雷達測試設備及汽車雷達俯仰角測試方法，包括支架、水平滑軌、豎直滑軌、驅(qū)動裝置、測試體等，該發(fā)明雷達測試設備僅用于測試倒車雷達的俯仰角，對雷達系統(tǒng)的性能測試并不全面。授權(quán)公告號為CN103797378B的專利公開了一種使用相控陣的汽車雷達的校準方法，該發(fā)明的示例包括對移相器的電子校準、機械偏差的補償?shù)?。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種汽車防撞雷達回波模擬測試系統(tǒng)和測試方法，滿足雷達回波模擬及性能測試，具備靈活的配置能力、復雜數(shù)據(jù)處理能力、實時回波生成能力。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種汽車防撞雷達回波模擬測試系統(tǒng)，其特點是，該系統(tǒng)包含：接收天線，其接收防撞雷達的發(fā)射信號；功率放大器，其輸入端連接接收天線，用于放大發(fā)射信號；功率分配模塊，其與功率放大器相連；分別與功率分配模塊輸出端相連的發(fā)射頻率測試模塊、功率邊沿測試模塊和回波模擬產(chǎn)生模塊相連，其中所述的回波模擬產(chǎn)生模塊用于生成雷達回波模擬信號；發(fā)射天線，其與回波模擬產(chǎn)生模塊輸出端相連，用于將雷達回波模擬信號返回給防撞雷達。所述的功率邊沿測試模塊用于幅度檢波測試和發(fā)射脈沖的邊沿特性測試。所述的雷達回波模擬信號由目標回波和地雜波疊加而成。一種汽車防撞雷達回波模擬測試方法，其特點是，該方法包含如下步驟：S1，接收天線接收防撞雷達的發(fā)射信號；S2，功率放大器放大發(fā)射信號；S3，功率分配模塊分配發(fā)射信號給發(fā)射頻率測試模塊、功率邊沿測試模塊和回波模擬產(chǎn)生模塊；S4，回波模擬產(chǎn)生模塊生成雷達回波模擬信號；S5，發(fā)射天線將雷達回波模擬信號返回給防撞雷達。所述的步驟S4具體包含：S4.1，回波模擬產(chǎn)生模塊生成目標回波；S4.2，建立地雜波的傳遞模型，并得出地雜波；S4.3，疊加目標回波和地雜波得出雷達回波模擬信號。所述的步驟S4.2具體包含：S4.2.1，建立地雜波散射點的目標傳遞函數(shù)，所述散射點的目標傳遞函數(shù)為：其中，R為根據(jù)天線相位中心的位置與散射點的位置計算的斜距，G為天線增益，γ表示點目標的復散射系數(shù)，c為光速，A為散射點的回波幅度，λ表示發(fā)射信號波長，f0表示發(fā)射信號頻率，k為調(diào)頻率，為基帶發(fā)射信號，*表示卷積；S4.2.2，計算每個散射點的距離，根據(jù)距離確定回波相位及該散射點所處的距離門；S4.2.3，對處于同一距離門的目標信息進行累加得到地雜波的沖激響應函數(shù)，并得到地雜波的回波模型。所述的地雜波的沖激響應函數(shù)為：式(2)中：M為落入該距離門散射點的個數(shù)，Ak、Rk和tk分別表示該距離門內(nèi)第k個散射點回波的幅度、距離和延遲，Ts為系統(tǒng)函數(shù)的采樣周期。所述的地雜波的回波模型為式1和式2的卷積即：sr(t)＝sr(t,R)*h(t)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明滿足雷達回波模擬及性能測試，具備靈活的配置能力、復雜數(shù)據(jù)處理能力、實時回波生成能力。附圖說明圖1為本發(fā)明一種汽車防撞雷達回波模擬測試系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖2為雷達與地面散射點構(gòu)建的三維場景。具體實施方式以下結(jié)合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。如圖1所示，一種汽車防撞雷達回波模擬測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：接收天線1，其接收防撞雷達的發(fā)射信號；功率放大器2，其輸入端連接接收天線1，用于放大發(fā)射信號；功率分配模塊3，其與功率放大器2相連；分別與功率分配模塊3輸出端相連的發(fā)射頻率測試模塊4、功率邊沿測試模塊5和回波模擬產(chǎn)生模塊6相連，其中所述的回波模擬產(chǎn)生模塊6用于生成雷達回波模擬信號；發(fā)射天線7，其與回波模擬產(chǎn)生模塊6輸出端相連，用于將雷達回波模擬信號返回給防撞雷達。上述的發(fā)射頻率測試模塊用于發(fā)射頻率的測試，包括調(diào)制頻率的線性度、周期、雜散等。上述的功率邊沿測試模塊用于幅度檢波測試和發(fā)射脈沖的邊沿特性測試(上升沿、下降沿)?；夭M產(chǎn)生模塊在放大、濾波后，進行下變頻處理與基帶模擬回波混頻再疊加相位調(diào)制信號，然后上變頻至發(fā)射頻段送至功率衰減器，最后饋入發(fā)射天線返回被測雷達。上述的雷達回波模擬信號由目標回波和地雜波疊加而成。當系統(tǒng)根據(jù)用戶需求確定了目標模型以及被測雷達工作的相關(guān)參數(shù)后，便可以根據(jù)一定算法模擬回波的產(chǎn)生。雷達回波的產(chǎn)生過程，可以看作在目標回波的基礎(chǔ)上疊加地雜波。地雜波為大地場景對回波的調(diào)制過程。所以，回波的產(chǎn)生可以分兩步進行，即目標回波產(chǎn)生和地雜波產(chǎn)生。由于目標回波是固定的，所以建模的過程主要體現(xiàn)在對地面?zhèn)鬟f函數(shù)的建模。一種汽車防撞雷達回波模擬測試方法，該方法包含如下步驟：S1，接收天線接收防撞雷達的發(fā)射信號；S2，功率放大器放大發(fā)射信號；S3，功率分配模塊分配發(fā)射信號給發(fā)射頻率測試模塊、功率邊沿測試模塊和回波模擬產(chǎn)生模塊；S4，回波模擬產(chǎn)生模塊生成雷達回波模擬信號；S5，發(fā)射天線將雷達回波模擬信號返回給防撞雷達。上述的步驟S4具體包含：S4.1，回波模擬產(chǎn)生模塊生成目標回波；S4.2，建立地雜波的傳遞模型，并得出地雜波；S4.3，疊加目標回波和地雜波得出雷達回波模擬信號。上述的步驟S4.2具體包含：S4.2.1，在某一個時刻t，雷達發(fā)射的線性調(diào)頻信號的表達式可以寫為：s(t)=rect[tT]exp[j2πf0t+jπkt2]]]>該線性調(diào)頻信號被地面的點目標P反射之后雷達接收到的信號可以記為：sr(t,R)=G·γ·rect[t-2RcT]exp[j2πf0(t-2Rc)+jπk(t-2Rc)2]]]>其中，R為根據(jù)天線相位中心的位置與散射點的位置計算的斜距；G為天線增益；γ表示點目標的復散射系數(shù)；c為光速，并建立地雜波散射點的目標傳遞函數(shù)，λ表示發(fā)射信號波長，f0表示發(fā)射信號頻率，k為調(diào)頻率，所以有所述散射點的目標傳遞函數(shù)為：A為散射點的回波幅度，為基帶發(fā)射信號，*表示卷積；S4.2.2，計算每個散射點的距離，根據(jù)距離確定回波相位及該散射點所處的距離門；S4.2.3，對處于同一距離門的目標信息進行累加得到地雜波的沖激響應函數(shù)，并得到地雜波的回波模型。實際情況下，地面照射帶由許多散射點目標構(gòu)成，這些散射點目標的回波的疊加即為整個場景的回波?；夭ǖ墓街械姆轿幌蚓嚯x離散變量xn已經(jīng)用連續(xù)變量x'表示：h(x′,r′)=∫∫γ(x,r)exp(-j4πrλ)·exp(-j4πΔRλ)rect[x′-xX]exp[jπk4c2(r′-r-ΔR)2]rect[r′-r-ΔRc2R]dxdr]]>即為回波的空間域表達形式。γ(x,r)表示地面方位向x和距離向r位置的復散射系數(shù)、ΔR為距離向分辨率，k為調(diào)頻率，為了方便起見，將上式改寫為如下形式：h(x′,r′)=∫∫γ(x,r)exp(-j4πrλ)·g(x′-x,r′-r,r)dxdr]]>其中g(shù)(x'-x,r'-r,r)為大地系統(tǒng)的沖激響應函數(shù)：g(x′-x,r′-r,r)=exp(-j4πΔRλ)rect[x′-xX]exp[jπk4c2(r′-r-ΔR)2]rect[r′-r-ΔRc2R]]]>在雷達平臺運動過程中，由于分辨單元內(nèi)各子單元之間的相互干涉造成整個散射單元等效復散射函數(shù)的起伏。對于均勻分布目標，每個散射點是統(tǒng)計獨立的，由中心極限定理可知，大量復散射點的疊加所得到的整個分辨單元的復散射系數(shù)的實部和虛部為相互獨立的零均值高斯隨機變量。因此整個分辨單元的復散射系數(shù)是一個窄帶復高斯過程，包絡服從瑞利分布，相位服從[-π,π]上的均勻分布。引入這種統(tǒng)計描述后，就可以在圖像中產(chǎn)生紋斑噪聲效應。散射點距離需要根據(jù)雷達與地面散射點所構(gòu)建的三維場景來計算，如下圖2所示。如果雷達距地面的高度為H0，雷達地面投影點與波束中心散射點的距離向的間隔為x0，方位向的間隔為y0，則目標點(m,n)(m為行號，n為列號，定義規(guī)則如圖上所示，(0，0)對應波束地面照射中心的散射點)上高度為0，則此點和雷達的距離為，Rm,n=H02+(x0+n·δx)2+(y0+m·δy)2]]>式中：δx、δy分別為地面散射點在距離向和方位向的分辨間隔，m、n為散射點的行、列號。目標回波系統(tǒng)函數(shù)是一系列沖激響應函數(shù)的疊加(如下式)，這些沖擊函數(shù)具有不同的延時、幅度和相位，其作用就是對雷達發(fā)射信號進行延遲、幅度和相位的調(diào)制。在距離時域脈沖相干法中，將根據(jù)目標回波系統(tǒng)函數(shù)的采樣周期對散射點的延遲進行近似處理。上述的地雜波的沖激響應函數(shù)為：式(2)中：M為落入該距離門散射點的個數(shù)，Ak、Rk和tk分別表示該距離門內(nèi)第k個散射點回波的幅度、距離和延遲，Ts為系統(tǒng)函數(shù)的采樣周期。上述的地雜波的回波模型為式1和式2的卷積即：sr(t)＝sr(t,R)*h(t)。綜上所述，本發(fā)明一種汽車防撞雷達回波模擬測試系統(tǒng)和測試方法，滿足雷達回波模擬及性能測試，具備靈活的配置能力、復雜數(shù)據(jù)處理能力、實時回波生成能力。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權(quán)利要求來限定。當前第1頁1 2 3