雷达的通道运动相位补偿方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种雷达的通道运动相位补偿方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括获取雷达的实测通道数据；计算运动目标的模糊速度并计算模糊速度分量相位差；对实测通道数据间的相位差相位补偿，得到实测残余相位差并计算残余相位差集合；根据实测残余相位差与理论残余相位差集合推导出运动目标对应的速度模糊数；根据目标速度模糊数及模糊速度计算运动目标的各通道数据的应补偿运动相位差，并根据应补偿运动相位差对目标各通道原始数据进行相位补偿。本发明专利技术能准确补偿雷达各通道数据间由雷达分时发射和目标运动引起的运动相位差异，进而提高后续目标角度计算的准确性。进而提高后续目标角度计算的准确性。进而提高后续目标角度计算的准确性。

【技术实现步骤摘要】
雷达的通道运动相位补偿方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及雷达信号处理
，尤其涉及一种雷达的通道运动相位补偿方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）雷达是基于多阵元天线，采用M个通道发射相互正交的信号，多波形信号在空间保持独立，经过目标的散射，被N个接收阵元接收，每个阵元都采用M个匹配滤波器对回波进行匹配，从而可以得到M*N个通道的回波数据。MIMO雷达可利用较少规模的天线阵列实现口径较大的虚拟天线阵列，从而提高雷达的角度分辨率。因此结合天线阵列的应用，可以实现对目标的角度测量。
[0003]时分复用调频连续波MIMO雷达是一种从采用时分复用技术实现发射波形正交的调频连续波的雷达。该雷达通过特定的时分复用时序控制信号的发射与接收。但这种方法的缺点在于虚拟天线阵列的接收信号的相位不仅由目标的角度决定，还与运动目标的速度有关。通常情况下，运动目标引入的相位项是一个固定的常数，如果不对该相位项进行补偿，将会导致目标角度计算错误。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种雷达的通道运动相位补偿方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中若不对运动目标的相位项进行补偿，将会导致目标角度计算错误的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供的一种雷达的通道运动相位补偿方法，用于具有复用阵元的雷达，包括：获取所述雷达的一对复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差；根据所述运动目标在距离多普勒图像中的多普勒单元位置计算所述运动目标的模糊速度，并基于所述模糊速度计算所述运动目标的模糊速度分量相位差；使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差；基于所述雷达的分时发射次数、所述一对复用阵元的分时发射时间间隔以及理论速度模糊数集合计算与所述理论速度模糊数集合对应的理论残余相位差集合；根据所述实测残余相位差与所述理论残余相位差集合推导出所述运动目标对应的目标速度模糊数；根据所述目标速度模糊数及所述模糊速度计算所述运动目标的补偿运动相位差，并根据所述补偿运动相位差对各通道数据进行相位差补偿。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述基于所述模糊速度计算所述运动目标的模糊速度分量相位差包括：根据下式计算所述运动目标的模糊速度分量相位差：
其中，表示所述运动目标的模糊速度分量相位差，表示复数信号的标志，表示所述运动目标的模糊速度，表示波长，T表示所述一对复用阵元的分时发射时间间隔。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差包括：根据下式使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差：其中，表示实测残余相位差，表示所述运动目标的模糊速度分量相位差,表示实测通道数据间的相位差。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述基于所述雷达的分时发射次数、所述一对复用阵元的分时发射时间间隔以及理论速度模糊数集合计算与所述理论速度模糊数集合对应的理论残余相位差集合包括：根据下式计算所述理论残余相位差集合中的每个理论残余相位差：其中，表示理论残余相位差，M表示所述雷达的分时发射次数、k是与所述一对复用阵元的分时发射时间间隔相关的常量，表示理论速度模糊数集合中的一个理论速度模糊数。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述实测残余相位差与所述理论残余相位差集合推导出所述运动目标对应的目标速度模糊数包括：将所述理论速度模糊数集合中的各个理论速度模糊数对应的理论残余相位差与实测残余相位差做差值，得到所述各个理论速度模糊数对应的相位差值，即对所述各个理论速度模糊数对应的相位差值分别取弧度，得到各个相位差值对应的弧度值，即将最小的弧度值对应的理论速度模糊数作为所述目标速度模糊数。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述目标速度模糊数及所述模糊速度计算所述运动目标的补偿运动相位差包括：基于所述目标速度模糊数及所述模糊速度，根据下式计算所述运动目标的速度：其中，V表示所述运动目标的速度，表示所述运动目标的模糊速度，表示所述雷达的不模糊速度，表示所述目标速度模糊数。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述目标速度模糊数及所述模糊速度计算所述运动目标的补偿运动相位差还包括：以第一次分时发射期间得到的通道数据为基准，根据下式计算第n次分时时间对应的通道数据所需要的补偿运动相位差：其中，表示所述补偿运动相位差，V表示所述运动目标的速度，n表示第n次分时，表示波长，表示所述一对复用阵元的分时发射时间间隔。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述补偿运动相位差对各通道数据进行相位差补偿包括：对所述运动目标的回波数据进行二维FFT处理，得到所述运动目标的距离多普勒单元位置对应的各通道数据；对所述各通道数据分别乘以所述补偿运动相位差以实现相位差补偿。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提供一种雷达的通道运动相位补偿装置，用于具有复用阵元的雷达，包括：实测相位差获取模块，用于获取所述雷达的一对复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差；模糊速度分量相位差计算模块，用于根据所述运动目标在距离多普勒图像中的多普勒单元位置计算所述运动目标的模糊速度，并基于所述模糊速度计算所述运动目标的模糊速度分量相位差；实测残余相位差计算模块，用于使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差；理论残余相位差计算模块，用于基于所述雷达的分时发射次数、所述一对复用阵元的分时发射时间间隔以及理论速度模糊数集合计算与所述理论速度模糊数集合对应的理论残余相位差集合；目标速度模糊数确定模块，用于根据所述实测残余相位差与所述理论残余相位差集合推导出所述运动目标对应的目标速度模糊数；
相位差补偿模块，用于根据所述目标速度模糊数及所述模糊速度计算所述运动目标的补偿运动相位差，并根据所述补偿运动相位差对各通道数据进行相位差补偿。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一方面任一种所述雷达的通道运动相位补偿方法的步骤。
[0015]第四方面，本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一种所述雷达的通道运动相位补偿方法的步骤。
[0016]本专利技术提供的雷达的通道运动相位补偿方法、装置、设备及存储介质，通过利用复用阵元中实测通道数据间的相位差与理论运动相位差的关系，通过反推速度模糊数得到目标速度模糊数，并根据目标速度模糊数得到比实测通道数据间的相位差更精确的补偿相位，利用所述补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达的通道运动相位补偿方法，用于具有复用阵元的雷达，其特征在于，包括：获取所述雷达的一对复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差；根据所述运动目标在距离多普勒图像中的多普勒单元位置计算所述运动目标的模糊速度，并基于所述模糊速度计算所述运动目标的模糊速度分量相位差；使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差；基于所述雷达的分时发射次数、所述一对复用阵元的分时发射时间间隔以及理论速度模糊数集合计算与所述理论速度模糊数集合对应的理论残余相位差集合；根据所述实测残余相位差与所述理论残余相位差集合推导出所述运动目标对应的目标速度模糊数；根据所述目标速度模糊数及所述模糊速度计算所述运动目标的补偿运动相位差，并根据所述补偿运动相位差对各通道数据进行相位差补偿。2.根据权利要求1所述的雷达的通道运动相位补偿方法，其特征在于，所述基于所述模糊速度计算所述运动目标的模糊速度分量相位差包括：根据下式计算所述运动目标的模糊速度分量相位差：其中，表示所述运动目标的模糊速度分量相位差，表示复数信号的标志，表示所述运动目标的模糊速度，表示波长，T表示所述一对复用阵元的分时发射时间间隔。3.根据权利要求2所述的雷达的通道运动相位补偿方法，其特征在于，所述使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差包括：根据下式使用所述模糊速度分量相位差对所述复用阵元针对同一运动目标的实测通道数据间的相位差进行补偿，得到其实测残余相位差：其中，表示实测残余相位差，表示所述运动目标的模糊速度分量相位差,表示实测通道数据间的相位差。4.根据权利要求3所述的雷达的通道运动相位补偿方法，其特征在于，所述基于所述雷达的分时发射次数、所述一对复用阵元的分时发射时间间隔以及理论速度模糊数集合计算与所述理论速度模糊数集合对应的理论残余相位差集合包括：根据下式计算所述理论残余相位差集合中的每个理论残余相位差：其中，表示理论残余相位差，M表示所述雷达的分时发射次数、k是与所述一对复用阵元的分时发射时间间隔相关的常量，表示理论速度模糊数集合中的一个理论速度模糊数。
5.根据权利要求4所述的雷达的通道运动相位补偿方法，其特征在于，所述根据所述实测残余相位差与所述理论残余相位差集合推导出所述运动目标对应的目标速度模糊数包括：将所述理论速度模糊数集合中的各个理论速度模糊数对应的理论残余相位差与实测残余相位差做差值，得到所述各个理论速度模糊数对应的相位差值，即对所述各个理论速度模糊数对应的相位差值分别取弧度，得到各个相位差值对应的弧度值，即将最小的弧度值对应的理论速...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，蒋梦杰，张慧，郭坤鹏，冯友怀，张燎，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：