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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明提供一种基于FMCW‑OAM雷达目标成像的目标检测方法。由于涡旋电磁波携带轨道角动量OAM在雷达成像和目标探测中可以提供更多的目标信息。本发明在传统调频连续波FMCW雷达中加入涡旋相位，改善FMCW雷达的方位角成像性能，使测量精度不受目标实际方位角，目标距离和速度的影响，并将方位角检测范围展宽。同时，与脉冲OAM雷达相比，FMCW‑OAM雷达具有短距离探测盲区小、测量精度高、功耗低、采样频率低等优点。

主权项：1.基于FMCW-OAM雷达目标成像的目标检测方法，其特征在于，包括步骤：1信号发射步骤：FMCW-OAM雷达成像模型的发射机使用阵元总数为N的均匀圆形阵列UCA产生FMCW-OAM信号，以阵列为中心为原点建立XYZ坐标系；第n个阵元在一个频率调制周期内第t个时间单位，第l个涡旋电磁波的模态，发送的信号snt；l为： fc是载波频率，K代表LFM信号的频率调制率，是为得到涡流相位而设置的相位偏移，为每个阵元的方位角n＝0,…,N-1，l＝0,…,L-1，L为FMCW-OAM信号的模态总数；均匀圆形阵列UCA总发射信号为发射机将L个不同模态的FMCW-OAM信号同时发射出去；2信号接收去啁啾步骤：FMCW-OAM雷达成像模型的接收机采用单天线接收，将接收到目标的回波信号与混合得到混合后信号s′t；l表示为其中，Jl为l阶贝塞尔函数，中间量a为均匀圆形阵列UCA的半径，RT、和θT分别表示目标相对于雷达中心的距离、方位角和俯仰角，中间量XT、YT分布表示目标在坐标系中的X、Y坐标，v为目标速度，表示目标的速度与X轴正方向之间的夹角；再以采样频率fs对s′t；l进行采样，采样后信号Fω；l为其中，表示由线性多普勒频率引起的频移，λ为载波频率fc对应的波长，样本序号变量p＝0,1...P-1,P是调频周期内的样本数；3数据储存步骤：FMCW-OAM雷达成像模型的接收机每个扫描周期中采样P次，一个完整的检测周期包括M个扫描周期，一次检测获得L*P*M个接收数据样本，将数据样本存储在三维数据矩阵中，在一个扫描周期内的采样数据沿着矩阵的行方向存储；从不同模态信号采样的数据存储在矩阵的不同列中；从不同频率调制周期采样的数据存储在不同页面中；4目标距离测量步骤：对数据样本沿三维数据矩阵的行即p维计算FFT得到频域数据Fω；l， ω为在周期内进行p维FFT变换后的频域变量，通过计算得到频域值ωT；得到目标的距离其中，B为基带信号的带宽，c为光速；5目标方位角测量步骤：对数据样本沿三维数据矩阵的列l维进行FFT得到目标的方位角信息PSF，其中，lm为发送信号的OAM模态范围[-lm,lm]，6目标速度测量步骤：M个扫描周期得到的数据样本的三维数据矩阵按周期维m维进行FFT得到频域数据 Ω为不同周期维m维进行FFT变换后的频域变量，m＝0,…,M-1通过计算得到频域值ΩT；得到目标的实际速度

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