目标方位角测量方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种目标方位角测量方法、装置及存储介质，用于MIMO雷达，其中，所述方法包括：驱使发射天线发射中心频率不同的两个射频信号并接收回波信号；根据回波信号对应的复矩阵得到第一复向量；根据第一复向量计算二阶累积量矩阵，并根据接收阵元位置得到阵元距离矩阵；将阵元距离矩阵转换为阵元索引向量，对二阶累积量矩阵进行向量化以得到第二复向量；基于阵元索引向量和第二复向量确定待测目标的方位角。本发明专利技术所提供的技术方案能够解决现有技术中毫米波雷达在测量目标方位角时，待测目标上的检测点的散射强度随机变化，造成目标回波相位波畸变，引起角闪烁现象并导致测角误差的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
目标方位角测量方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种目标方位角测量方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]在雷达系统中，当探测目标的位置信息和运动状态时，可以通过雷达发射出的射频信号和接收到的回波信号来确定目标的位置，具体可获取目标的方位角和俯仰角，进而可以得出目标的速度、数量和方向等信息。在雷达系统中，毫米波雷达的工作频段比激光雷达更低，且测量精度不受光线和天气的影响，越来越被广泛应用于各种测量目标位置的场景中，发挥着不可替代的作用。
[0003]现有技术中，毫米波雷达对目标的方位角度参数进行分辨时存在角闪烁现象，往往很难稳定准确的进行分辨，在单快拍的情况下尤其明显。毫米波雷达对目标进行测量时，待测目标上的不同的检测点的散射强度不同且随时发生变化，对应的，雷达和检测点之间的相对相位也随机变化，造成反射回雷达的目标回波相位波前面的畸变，波前在接收天线口径面上的倾斜和随机摆动必然引起测角误差，即存在角闪烁现象，降低了雷达的测量精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种目标方位角测量方法、装置及存储介质，旨在有效解决现有技术中毫米波雷达在测量目标方位角时，待测目标上的检测点的散射强度随机变化，造成目标回波相位波畸变，引起角闪烁现象并导致测角误差的技术问题。
[0005]根据本专利技术的一方面，本专利技术公开了一种目标方位角测量方法，用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线构成包括多个阵元的通道阵列，其特征在于，所述方法包括：
[0006]驱使每个所述发射天线向待测目标发射中心频率不同的第一射频信号和第二射频信号，并驱使所述多个接收天线接收由所述待测目标反馈的分别与每个所述第一射频信号对应的多个第一回波信号以及分别与每个所述第二射频信号对应的多个第二回波信号；
[0007]根据所述多个第一回波信号和所述多个第二回波信号得到回波信号复矩阵，并且对所述回波信号复矩阵中对应于同一接收天线的元素求均值以得到第一复向量；
[0008]根据所述第一复向量计算所述通道阵列对应的二阶累积量矩阵，并根据所述多个接收天线对应的接收阵元位置得到阵元距离矩阵；
[0009]根据预设规则将所述阵元距离矩阵转换为阵元索引向量，并基于所述阵元索引向量对所述二阶累积量矩阵进行向量化以得到第二复向量；
[0010]基于所述阵元索引向量和所述第二复向量确定所述待测目标的方位角。
[0011]进一步地，所述多个接收天线的波束宽度一致。
[0012]进一步地，所述多个发射天线的阵元位置不同。
[0013]进一步地，所述根据所述多个第一回波信号和所述多个第二回波信号得到回波信
号复矩阵包括：
[0014]针对所述多个第一回波信号和所述多个第二回波信号按照发射天线分组；
[0015]针对每一回波信号组，基于该回波信号组中每个回波信号的幅度信息和相位信息构造对应的复数，并将每个复数作为元素构成该回波信号组对应的复数列向量；
[0016]根据全部回波信号组对应的复数列向量形成所述回波信号复矩阵。
[0017]进一步地，所述对所述回波信号复矩阵中对应于同一接收天线的元素求均值以得到第一复向量包括：
[0018]针对每个所述接收天线，计算该接收天线对应的所述回波信号复矩阵中与该接收天线对应的所有复数元素的平均值；
[0019]将每个所述接收天线对应的所述平均值作为向量元素以形成所述第一复向量。
[0020]进一步地，所述根据所述第一复向量计算所述通道阵列对应的二阶累积量矩阵包括：
[0021]根据下式计算所述二阶累积量矩阵：
[0022]R＝ZZ
H
，
[0023]其中，Z表示所述第一复向量，Z
H
表示所述第一复向量的共轭转置，R表示所述二阶累积量矩阵。
[0024]进一步地，所述根据所述多个接收天线对应的接收阵元位置得到阵元距离矩阵包括：
[0025]获取所述多个接收天线对应的接收阵元位置，并将每个所述接收天线对应的接收阵元位置作为向量元素以形成阵元位置向量；
[0026]根据所述阵元位置向量构造所述阵元距离矩阵。
[0027]进一步地，所述根据所述阵元位置向量构造所述阵元距离矩阵包括：
[0028]根据下式计算所述阵元距离矩阵：
[0029]I＝Array
‑
Array
T
，
[0030]其中，Array表示所述阵元位置向量，Array
T
表示所述阵元位置向量的转置，I表示所述阵元距离矩阵。
[0031]进一步地，所述根据预设规则将所述阵元距离矩阵转换为阵元索引向量包括：
[0032]将所述阵元距离矩阵中的矩阵元素以预设的顺序进行排序并将排序后的元素序列中取值相同的元素合并为一个元素以形成所述阵元索引向量。
[0033]进一步地，所述基于所述阵元索引向量对所述二阶累积量矩阵进行向量化以得到第二复向量包括：
[0034](1)对于所述阵元索引向量中的每个向量元素，执行如下步骤：
[0035]在所述阵元索引向量中确定该向量元素对应的向量序号，以及在所述阵元距离矩阵中确定该向量元素对应的至少一个矩阵行列序号；
[0036]在所述二阶累积量矩阵中确定与所述至少一个矩阵行列序号一一对应的位置处的至少一个矩阵元素；
[0037]对所述至少一个矩阵元素进行求平均值操作以得到平均向量值；
[0038](2)将全部所述平均向量值作为向量元素以形成所述第二复向量，其中，每个所述平均向量值在所述第二复向量中的位置为与该平均向量值对应的所述向量序号所指示的
位置。
[0039]进一步地，所述基于所述阵元索引向量和所述第二复向量确定所述待测目标的方位角包括：
[0040](1)针对预估角度范围内的每一个预估方位角执行如下操作：
[0041]基于所述阵元索引向量以及所述第一射频信号的波长或所述第二射频信号的波长以及该预估方位角对所述第二复向量进行波束赋形以得到与该预估方位角对应的空间谱；
[0042](2)根据每一个所述预估方位角对应的空间谱确定与所述待测目标相关联的方位角。
[0043]进一步地，所述针对预估角度范围内的每一个预估方位角，基于所述阵元索引向量以及所述第一射频信号的波长或所述第二射频信号的波长以及该预估方位角对所述第二复向量进行波束赋形以得到与该预估方位角对应的空间谱包括：
[0044]基于所述阵元索引向量以及所述第一射频信号的波长或所述第二射频信号的波长以及该预估方位角计算该预估方位角对应的阵列导向矢量；以及根据所述阵列导向矢量和所述第二复向量计算该预估方位角对应的空间谱。
[0045]进一步地，所述针对每一个预估方位角，基于所述阵元索引向量以及所述第一射频信号的波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种目标方位角测量方法，用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线构成包括多个阵元的通道阵列，其特征在于，所述方法包括：驱使每个所述发射天线向待测目标发射中心频率不同的第一射频信号和第二射频信号，并驱使所述多个接收天线接收由所述待测目标反馈的分别与每个所述第一射频信号对应的多个第一回波信号以及分别与每个所述第二射频信号对应的多个第二回波信号；根据所述多个第一回波信号和所述多个第二回波信号得到回波信号复矩阵，并且对所述回波信号复矩阵中对应于同一接收天线的元素求均值以得到第一复向量；根据所述第一复向量计算所述通道阵列对应的二阶累积量矩阵，并根据所述多个接收天线对应的接收阵元位置得到阵元距离矩阵；根据预设规则将所述阵元距离矩阵转换为阵元索引向量，并基于所述阵元索引向量对所述二阶累积量矩阵进行向量化以得到第二复向量；基于所述阵元索引向量和所述第二复向量确定所述待测目标的方位角。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个接收天线的波束宽度一致。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个发射天线的阵元位置不同。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第一回波信号和所述多个第二回波信号得到回波信号复矩阵包括：针对所述多个第一回波信号和所述多个第二回波信号按照发射天线分组；针对每一回波信号组，基于该回波信号组中每个回波信号的幅度信息和相位信息构造对应的复数，并将每个复数作为元素构成该回波信号组对应的复数列向量；根据全部回波信号组对应的复数列向量形成所述回波信号复矩阵。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述回波信号复矩阵中对应于同一接收天线的元素求均值以得到第一复向量包括：针对每个所述接收天线，计算该接收天线对应的所述回波信号复矩阵中与该接收天线对应的所有复数元素的平均值；将每个所述接收天线对应的所述平均值作为向量元素以形成所述第一复向量。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一复向量计算所述通道阵列对应的二阶累积量矩阵包括：根据下式计算所述二阶累积量矩阵：R＝ZZ
H
，其中，Z表示所述第一复向量，Z
H
表示所述第一复向量的共轭转置，R表示所述二阶累积量矩阵。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个接收天线对应的接收阵元位置得到阵元距离矩阵包括：获取所述多个接收天线对应的接收阵元位置，并将每个所述接收天线对应的接收阵元位置作为向量元素以形成阵元位置向量；根据所述阵元位置向量构造所述阵元距离矩阵。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述阵元位置向量构造所述阵元距离矩阵包括：
根据下式计算所述阵元距离矩阵：I＝Array
‑
Array
T
，其中，Array表示所述阵元位置向量，Array
T
表示所述阵元位置向量的转置，I表示所述阵元距离矩阵。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则将所述阵元距离矩阵转换为阵元索引向量包括：将所述阵元距离矩阵中的矩阵元素以预设的顺序进行排序并将排序后的元素序列中取值相同的元素合并为一个元素以形成所述阵元索引向量。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述阵元索引向量对所述二阶累积量矩阵进行向量化以得到第二复向量包括：(1)对于所述阵元索引向量中的每个向量元素，执行如下步骤：在所述阵元索引向量中确定该向量元素对应的向量序号，以及在所述阵元距离矩阵中确定该向量元素对应的至少一个矩阵行列序号；在所述二阶累积量矩阵中确定与所述至少一个矩阵行列序号一一对应的位置处的至少一个矩阵元素；对所述至少一个矩阵元素进行求平均值操作以得到平均向量值；(2)将全部所述平均向量值作为向量元素以形成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：买剑春，张培，郭坤鹏，陆月琴，武景，张燎，冯友怀，
申请(专利权)人：南京隼眼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：