摘要:针对毫米波雷达在远距离测距中回波信号微弱、易受噪声干扰导致检测不稳定的问题,提出一种结合轴向延伸介质透镜与连续峰值跟踪恒虚警检测(CFAR-PT)算法的远距离测距方法。首先,设计了一种具备轴向延伸结构的平凸介质透镜,通过CST电磁仿真优化延伸长度,实现波束压缩与天线增益提升;透镜采用聚四氟乙烯材料,直径40.62 mm,焦距30 mm,最优延伸长度9 mm,工作频段59~64 GHz。其次,针对介质透镜引入的回波能量在距离维分布不均的问题,提出基于连续峰值跟踪的CFAR-PT算法,在单帧单元平均恒虚警检测基础上引入上一帧目标索引作为位置约束,通过邻域筛选与幅值比较选取局部最大峰值,实现目标索引的稳定输出。最后,基于毫米波雷达芯片搭建实验平台,系统测距精度小于2 mm,在59~64 GHz频段开展中远距离测距对比实验。仿真结果表明,在全频段内天线增益均高于20.79 dBi,在中心频率61.5 GHz处增益达21.1 dBi,较传统平凸透镜提升1.2 dBi,3 dB波束角由8°减小至6.7°。实验结果表明,在中距离区间传统CFAR与CFAR-PT算法均能准确检测目标,在远距离区间传统CFAR因近距离高幅值噪声干扰产生虚假目标导致测距失效,而所提CFAR-PT算法通过连续帧位置约束有效抑制虚假目标干扰,实现稳定可靠的目标跟踪。证明通过透镜结构优化与检测算法改进的协同设计,能有效提高了毫米波雷达远距离测距的准确性与稳定性。