CN111751798A - 一种雷达测角方法 - Google Patents

一种雷达测角方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111751798A
CN111751798A CN202010712308.4A CN202010712308A CN111751798A CN 111751798 A CN111751798 A CN 111751798A CN 202010712308 A CN202010712308 A CN 202010712308A CN 111751798 A CN111751798 A CN 111751798A
Authority
CN
China
Prior art keywords
array
target
antenna array
factor matrix
radar antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010712308.4A
Other languages
English (en)
Inventor
史文虎
王爽
谷雨旺
李云龙
王永强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Yingheng Electronic Co ltd
Original Assignee
Shanghai Yingheng Electronic Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Yingheng Electronic Co ltd filed Critical Shanghai Yingheng Electronic Co ltd
Priority to CN202010712308.4A priority Critical patent/CN111751798A/zh
Publication of CN111751798A publication Critical patent/CN111751798A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/143—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction by vectorial combination of signals derived from differently oriented antennae

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种雷达测角方法，方法包括：获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。本发明实施例中，基于目标旋转因子矩阵，对接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱，进而通过谱线和角度公式的关系，得到目标角度，也即将传统的Capon测角方法中的谱峰搜索的部分用傅里叶变换代替，解决了传统测角方法计算量大所导致的谱峰搜索慢的问题，提升了雷达测角的效率和检测准确性。

Description

一种雷达测角方法
技术领域
本发明实施例涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达测角方法。
背景技术
近年来，随着无人驾驶技术的迅猛发展，角度测量的精准性越来越得到大家重视。由于车载雷达的工作环境复杂，比如说绿化带、栅栏、隧道等环境，目标的判断速度、精准度直接影响着雷达是否会发生误判、漏判，快速准确的计算目标位置是车载雷达一直追求的指标之一。
目前，雷达测角算法数不胜数，从最初的比相测角算法、比幅测角算法到现在的超分辨测角，测角准确度在直线上升，计算复杂度也随之增加。综合考虑，目前很多雷达采用DBF、MUSIC、m-Capon等测角算法，但是DBF测角算法旁瓣波动较大，而MUSIC测角算法需要对信源数进行精准估计，一旦信源数估计出现错误就会有漏判、误判，而m-Capon测角算法在谱峰搜索利用了
Figure BDA0002596966780000011
(接收信号的协方差逆矩阵的m次方)，更是成倍增加了计算量，不适合嵌入式实现。
发明内容
本发明实施例提供一种雷达测角方法，以达到提升雷达测角的效率和检测准确性的目的。
本发明中具体公开了如下内容：
第一方面，本发明实施例提供了一种雷达测角方法，所述方法包括：
获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种雷达测角装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
傅里叶计算模块，用于基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
角度计算模块，用于确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的雷达测角方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的雷达测角方法。
本发明实施例中，基于目标旋转因子矩阵，对接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱，进而通过谱线和角度公式的关系，得到目标角度，也即将传统的测角方法中的谱峰搜索的部分用傅里叶变换代替，解决了传统测角方法计算量大所导致的谱峰搜索慢的问题，提升了雷达测角的效率和检测准确性。
附图说明
图1为本发明实施例一中的雷达测角方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二中的雷达测角装置的结构示意图；
图3是本发明实施例三中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的雷达测角方法的流程图，本实施例可适用于车载雷达精准快速计算车辆周围的目标的位置的情况，该方法可以由雷达测角装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成在电子设备上，例如雷达设备。
如图1所示，雷达测角方法具体包括如下流程：
S101、获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵。
本发明实施例中，获取的雷达天线阵列接收到的信号数据为X，具体的，X的表达式如下：
X＝AS+Noise；
其中，A＝[a(θ1),a(θ2),…,a(θP)]为输入信号的阵列流形，S＝[s1(t),s2(t),…,sM(t)]为天线发射信号，Nosie为P×N的噪声信号，P为输入信号个数，a(θi)是第i个目标对应的导向矢量，表达式为：
Figure BDA0002596966780000041
其中，j为虚数单位，(·)T为对向量取转置，各输入信号统计独立彼此正交。
本发明实施例中，在阵列信号处理时，一次阵列采样称为一次快拍。单次快拍的阵列接收数据X(n)，n＝1,2,…,N，则通过离散傅里叶变换后为：
Figure BDA0002596966780000042
其中，
Figure BDA0002596966780000043
将上式写为矩阵形式有：
X＝F·x；
其中，F为旋转因子矩阵。
由此可知，要对雷达阵列接收信号数据进行傅里叶变换，首先要确定雷达天线阵列对应的目标旋转因子矩阵。本发明实施例中，雷达天线阵列分为均匀线阵和非均匀线阵两种，两种雷达天线阵列所对应的目标旋转因子矩阵的获取方式不同。在一种可选的实施方式中，获取目标旋转因子矩阵的操作包括S11-S13：
S11.获取预先基于标准均匀阵列构建的初始旋转因子矩阵，并判断所述雷达天线阵列是否属于标准均匀阵列。
本发明实施例中，预先基于标准均匀阵列构建的初始旋转因子矩阵，具体的，可以参见上述傅里叶变换公式，得到的初始旋转因子矩阵F1。在获取到初始旋转因子矩阵F1之后，判断所述雷达天线阵列是否属于标准均匀阵列，具体的可以根据雷达天线阵列布局进行判断。如果属于标准均匀线阵，则执行S12，否则执行S13。
Figure BDA0002596966780000051
S12.根据所述雷达天线阵列的阵列布局从初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵。
其中，阵列布局至少包括了阵元数量以及阵元间距。可选的，先确定傅里叶变换的点数，再获取初始旋转因子矩阵F1，由于天线阵列为均匀线阵，在选取目标旋转因子矩阵时，可直接从初始旋转因子矩阵F1中第一列向后顺序抽取与阵元数量相同的列组成目标旋转因子矩阵。示例性的，如果雷达天线阵阵列有6个阵元，从初始旋转因子矩阵F1中抽取前6列组成目标旋转因子矩阵。需要说明的是，如果做傅里叶变换的点数大于单次快拍数据的实际长度时，需在数据后补0，但该补0操作对分辨率没有提升，只是使频域曲线更光滑而已。
S13.根据所述雷达天线阵列的阵列布局，确定所述雷达天线阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置，并根据所述位置从所述初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵。
针对非均匀阵列(例如MIMO雷达发射和接收阵列)，只有确定阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置，才能从初始旋转因子矩阵中抽取对应位置的列组成目标旋转因子矩阵。可选的，根据所述雷达天线阵列的阵列布局，确定雷达天线阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置。具体的位置确定过程包括S131-S133：
S131.基于所述雷达天线阵列得到导向矢量。
S132.根据所述导向矢量、阵元间距以及预设排序规则，对所述雷达天线阵列进行排序，得到虚拟天线阵阵列布局。
S133.将所述虚拟天线阵阵列布局向标准均匀阵列进行插值，得到雷达天线阵列中各阵元在标准均匀阵列中的位置。
本发明实施例中，雷达天线阵列得到导向矢量参见上述内容，导向矢量为：
Figure BDA0002596966780000061
目前，现有的Capon测角算法的实质是：对求得的空间谱函数
Figure BDA0002596966780000062
进行谱峰搜索，得到目标对应的角度，其中，a是雷达天线阵列的导向矢量，
Figure BDA0002596966780000063
为协方差逆矩阵。由于Capon算法对空间谱函数
Figure BDA0002596966780000064
进行谱峰搜索时计算量大，且谱峰搜索慢，因此本发明创造性的将Capon算法对空间谱函数
Figure BDA0002596966780000065
的谱峰搜索，转换为对空间谱函数
Figure BDA0002596966780000066
进行傅里叶变换(FFT)。进一步的，由于
Figure BDA0002596966780000067
与
Figure BDA0002596966780000068
只是倒数关系，因此只需要考虑将
Figure BDA0002596966780000069
这部分运用进行傅里叶变换即可。假设非均匀雷达天线阵列中的天线阵坐标为D＝[d1,d2,d3,d4,d5,d6]，先将aHa相乘得到如下矩阵：
Figure BDA00025969667800000610
其中，
Figure BDA0002596966780000071
将上式中的eA(di-dj)按照预设排序规则进行排序，可选的，根据di-dj进行升序排列成列向量，其中i,j＝1,2,3,4,5,6，也即对虚拟的36个阵元进行排序，得到36x1的列向量表征了虚拟天线阵阵列布局，将虚拟天线阵阵列布局向标准的均匀阵列中的阵元进行插值，将排序后的第一个阵元与标准均匀阵列的第一个阵元相对应，排序后的最后一个阵元与标准均匀阵列的最后一个阵元对应。将其他34个阵元按照如下插值公式相应到标准均匀阵的阵元中，以确定各个阵元在标准均匀阵列中的位置，其中，插值公式为：
Figure BDA0002596966780000072
其中，ind为排序后的中间阵元在标准均匀阵中的位置，round(·)表示取四舍五入。
通过上述插值计算，发现会有部分值相等，表示位置对应均匀阵元中同一天线。若傅里叶变换(FFT)点数为N，则标准均匀阵列对应的初始旋转因子矩阵F1维度为N×N，因此，可抽取出F1中第一列、最后一列及不重复的ind+1列对应的旋转因子矢量形成目标旋转因子矩阵。
S102、基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱。
在一种可选的实施方式中，基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱的过程如下：
计算所述接收信号数据的协方差矩阵，即将接收信号与接收信号的共轭转置相乘，得到协方差矩阵，例如接收信号为X，则协方差矩阵R＝XXH，并对所述协方差矩阵R求逆，得到协方差逆矩阵
Figure BDA0002596966780000073
而要对协方差逆矩阵进行傅里叶变换，得到信号频谱，需要对协方差逆矩阵进行向量化转换。可选的，基于虚拟天线阵阵列布局以及预设排序规则，将所述协方差逆矩阵变换成列向量，示例性的，将
Figure BDA0002596966780000085
中的元素与上述的aHa位置对应元素，同样根据di-dj进行升序排列为36×1的列向量，并将对应同一天线阵元的数据合并，即将
Figure BDA0002596966780000086
中部分值进行合并；将所述列向量与所述目标旋转因子矩阵相乘，得到信号频谱。
S103、确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
本发明实施例中，空间采样周期为1，则空间频率为
Figure BDA0002596966780000081
经过移位上述傅里叶变换后，谱线与空间频率关系如下：
Figure BDA0002596966780000082
可得谱线和待测角度的关系为：
Figure BDA0002596966780000083
其中，N为阵元数，d为阵元间距，floor(·)表示向下取整，λ表示波长，k为谱线位置，且k＝1,2,…,N，表示向下取整。谱线间距为
Figure BDA0002596966780000084
Nd为天线孔径，故本申请的测角方法的角度分辨率与天线孔径成反比。
在得到谱线和预设的角度公式之后，可根据确定的所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，计算对应的角度值，也即得到目标相对雷达的方向角。
本发明实施例中，基于目标旋转因子矩阵，对接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱，进而通过谱线和角度公式的关系，得到目标角度，也即将传统的测角方法中的谱峰搜索的部分用傅里叶变换代替，解决了传统测角方法计算量大所导致的谱峰搜索慢的问题，提升了雷达测角的效率和检测准确性。
实施例二
图2是本发明实施例二中的雷达测角装置的结构示意图，所述装置用于车载雷达精准快速计算车辆周围的目标的位置的情况，所述装置包括：
获取模块201，用于获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
傅里叶计算模块202，用于基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
角度计算模块203，用于确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
本发明实施例中，基于目标旋转因子矩阵，对接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱，进而通过谱线和角度公式的关系，得到目标角度，也即将传统的测角方法中的谱峰搜索的部分用傅里叶变换代替，解决了传统测角方法计算量大所导致的谱峰搜索慢的问题，提升了雷达测角的效率和检测准确性。
在上述实施例的基础上，可选的，获取模块包括：
获取判断单元，用于获取预先基于标准均匀阵列构建的初始旋转因子矩阵，并判断所述雷达天线阵列是否属于标准均匀阵列；
第一确定单元，用于若判断结果为是，则根据所述雷达天线阵列的阵列布局从初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵；
第二判断单元，用于若判断结果为否，则根据所述雷达天线阵列的阵列布局，确定所述雷达天线阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置，并根据所述位置从所述初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵。
在上述实施例的基础上，可选的，第二判断单元包括位置确定子单元，用于：
基于所述雷达天线阵列得到导向矢量；
根据所述导向矢量、阵元间距以及预设排序规则，对所述雷达天线阵列进行排序，得到虚拟天线阵阵列布局；
将所述虚拟天线阵阵列布局向标准均匀阵列进行插值，以得到雷达天线阵列中各阵元在均匀阵列中的位置。
在上述实施例的基础上，可选的，傅里叶计算模块具体用于：
计算所述接收信号数据的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵求逆，得到协方差逆矩阵；
基于虚拟天线阵阵列布局以及预设排序规则，将所述协方差逆矩阵进行向量化；
将向量化的协方差逆矩阵与所述目标旋转因子矩阵相乘，得到信号频谱。
在上述实施例的基础上，可选的，所述角度公式如下：
Figure BDA0002596966780000101
其中，N为阵元数，d为阵元间距，floor()表示向下取整，λ表示波长，k为谱线。
本发明实施例所提供的雷达测角装置可执行本发明任意实施例所提供的雷达测角方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备12的框图。图3显示的电子设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，电子设备12以通用计算设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
电子设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备12交互的设备通信，和/或与使得该电子设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与电子设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的雷达测角方法，所述方法包括：
获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
实施例四
本发明实施例四还提供了一种存储介质，尤其是一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的雷达测角方法，所述方法包括：
获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
本发明实施例的存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种雷达测角方法，其特征在于，所述方法包括：
获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取目标旋转因子矩阵包括：
获取预先基于标准均匀阵列构建的初始旋转因子矩阵，并判断所述雷达天线阵列是否属于标准均匀阵列；
若是，则根据所述雷达天线阵列的阵列布局从初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵；
若否，则根据所述雷达天线阵列的阵列布局，确定所述雷达天线阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置，并根据所述位置从所述初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述雷达天线阵列的阵列布局，确定所述雷达天线阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置，包括：
基于所述雷达天线阵列得到导向矢量；
根据所述导向矢量、阵元间距以及预设排序规则，对所述雷达天线阵列进行排序，得到虚拟天线阵阵列布局；
将所述虚拟天线阵阵列布局向标准均匀阵列进行插值，得到雷达天线阵列中各阵元在标准均匀阵列中的位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱，包括：
计算所述接收信号数据的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵求逆，得到协方差逆矩阵；
基于虚拟天线阵阵列布局以及预设排序规则，将所述协方差逆矩阵进行向量化；
将向量化的协方差逆矩阵与所述目标旋转因子矩阵相乘，得到信号频谱。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述角度公式如下：
Figure FDA0002596966770000021
其中，N为阵元数，d为阵元间距，floor()表示向下取整，λ表示波长，k为谱线。
6.一种雷达测角装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取雷达天线阵列单次采样的接收信号数据，以及获取目标旋转因子矩阵；
傅里叶计算模块，用于基于所述目标旋转因子矩阵，对所述接收信号数据进行傅里叶变换，得到信号频谱；
角度计算模块，用于确定所述信号频谱的谱峰所对应的目标谱线，基于所述目标谱线和预设的角度公式得到角度值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，获取模块包括：
获取判断单元，用于获取预先基于标准均匀阵列构建的初始旋转因子矩阵，并判断所述雷达天线阵列是否属于标准均匀阵列；
第一确定单元，用于若判断结果为是，则根据所述雷达天线阵列的阵列布局从初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵；
第二判断单元，用于若判断结果为否，则根据所述雷达天线阵列的阵列布局，以及所述雷达天线阵列的阵元在标准均匀阵列中的位置，从所述初始旋转因子矩阵中确定目标旋转因子矩阵。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第二判断单元包括位置确定子单元，用于：
基于所述雷达天线阵列得到导向矢量；
根据所述导向矢量、阵元间距以及预设排序规则，对所述雷达天线阵列进行排序，得到虚拟天线阵阵列布局；
将所述虚拟天线阵阵列布局向标准均匀阵列进行插值，以得到雷达天线阵列中各阵元在均匀阵列中的位置。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的雷达测角方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的雷达测角方法。
CN202010712308.4A 2020-07-22 2020-07-22 一种雷达测角方法 Pending CN111751798A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010712308.4A CN111751798A (zh) 2020-07-22 2020-07-22 一种雷达测角方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010712308.4A CN111751798A (zh) 2020-07-22 2020-07-22 一种雷达测角方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111751798A true CN111751798A (zh) 2020-10-09

Family

ID=72710443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010712308.4A Pending CN111751798A (zh) 2020-07-22 2020-07-22 一种雷达测角方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111751798A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112666526A (zh) * 2021-01-28 2021-04-16 深圳成谷科技有限公司 一种雷达目标定位方法、系统、设备及存储介质
CN113030933A (zh) * 2021-02-22 2021-06-25 上海蛮酷科技有限公司 雷达的目标方位角计算方法、雷达装置及可读存储介质
CN114216412A (zh) * 2021-12-22 2022-03-22 北京行易道科技有限公司 一种交通参与者的角度信息获取方法、装置和存储介质
CN116908805A (zh) * 2023-09-12 2023-10-20 南京国睿防务系统有限公司 一种二维雷达的联合和差测角方法、系统及存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060085497A1 (en) * 2004-06-10 2006-04-20 Hasan Sehitoglu Matrix-valued methods and apparatus for signal processing
CN102798863A (zh) * 2012-07-04 2012-11-28 西安电子科技大学 基于汽车防撞雷达的道路中央隔离带检测方法
US9057785B1 (en) * 2014-05-29 2015-06-16 Robert W. Lee Radar operation with increased doppler capability
RU2589737C1 (ru) * 2015-07-06 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Способ извлечения из доплеровских портретов воздушных объектов признаков идентификации с использованием метода сверхразрешения
CN106443573A (zh) * 2016-09-14 2017-02-22 清华大学 大规模天线阵列信号的波达方向单快拍快速估计方法及装置
CN107255814A (zh) * 2017-07-31 2017-10-17 西安电子科技大学 一种基于lfmsk波形的雷达目标检测方法
CN108802669A (zh) * 2018-07-13 2018-11-13 中国人民解放军陆军工程大学 二维波达方向估计方法、二维波达方向估计装置及终端
CN109828252A (zh) * 2019-04-02 2019-05-31 河海大学 一种mimo雷达参数估计方法
CN110082708A (zh) * 2019-02-25 2019-08-02 西安电子科技大学 非均匀阵列设计和波达方向估计方法
CN110456334A (zh) * 2019-07-27 2019-11-15 南京理工大学 基于优化稀疏阵的tdm-mimo雷达系统及其信号处理方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060085497A1 (en) * 2004-06-10 2006-04-20 Hasan Sehitoglu Matrix-valued methods and apparatus for signal processing
CN102798863A (zh) * 2012-07-04 2012-11-28 西安电子科技大学 基于汽车防撞雷达的道路中央隔离带检测方法
US9057785B1 (en) * 2014-05-29 2015-06-16 Robert W. Lee Radar operation with increased doppler capability
RU2589737C1 (ru) * 2015-07-06 2016-07-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации Способ извлечения из доплеровских портретов воздушных объектов признаков идентификации с использованием метода сверхразрешения
CN106443573A (zh) * 2016-09-14 2017-02-22 清华大学 大规模天线阵列信号的波达方向单快拍快速估计方法及装置
CN107255814A (zh) * 2017-07-31 2017-10-17 西安电子科技大学 一种基于lfmsk波形的雷达目标检测方法
CN108802669A (zh) * 2018-07-13 2018-11-13 中国人民解放军陆军工程大学 二维波达方向估计方法、二维波达方向估计装置及终端
CN110082708A (zh) * 2019-02-25 2019-08-02 西安电子科技大学 非均匀阵列设计和波达方向估计方法
CN109828252A (zh) * 2019-04-02 2019-05-31 河海大学 一种mimo雷达参数估计方法
CN110456334A (zh) * 2019-07-27 2019-11-15 南京理工大学 基于优化稀疏阵的tdm-mimo雷达系统及其信号处理方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112666526A (zh) * 2021-01-28 2021-04-16 深圳成谷科技有限公司 一种雷达目标定位方法、系统、设备及存储介质
CN112666526B (zh) * 2021-01-28 2024-02-13 深圳成谷科技有限公司 一种雷达目标定位方法、系统、设备及存储介质
CN113030933A (zh) * 2021-02-22 2021-06-25 上海蛮酷科技有限公司 雷达的目标方位角计算方法、雷达装置及可读存储介质
CN113030933B (zh) * 2021-02-22 2024-06-04 上海蛮酷科技有限公司 雷达的目标方位角计算方法、雷达装置及可读存储介质
CN114216412A (zh) * 2021-12-22 2022-03-22 北京行易道科技有限公司 一种交通参与者的角度信息获取方法、装置和存储介质
CN114216412B (zh) * 2021-12-22 2023-12-26 北京行易道科技有限公司 一种交通参与者的角度信息获取方法、装置和存储介质
CN116908805A (zh) * 2023-09-12 2023-10-20 南京国睿防务系统有限公司 一种二维雷达的联合和差测角方法、系统及存储介质
CN116908805B (zh) * 2023-09-12 2023-11-28 南京国睿防务系统有限公司 一种二维雷达的联合和差测角方法、系统及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111751798A (zh) 一种雷达测角方法
CN110231617B (zh) 目标障碍物方位探测方法、装置、车载雷达及存储介质
US20180231636A1 (en) Increasing performance of a receive pipeline of a radar with memory optimization
CN109959892B (zh) 一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统
CN111398943B (zh) 目标姿态的确定方法及终端设备
CN101487888B (zh) 一种空间谱谱峰搜索方法
CN108802669B (zh) 二维波达方向估计方法、二维波达方向估计装置及终端
CN113009441B (zh) 一种雷达运动反射面多径目标的识别方法及装置
CN113341377B (zh) 雷达基带模块及雷达系统
CN110579746A (zh) 一种回波信号的处理方法、装置、设备及存储介质
US6665335B1 (en) System and method for estimating a shift between two signals where one signal is known in advance
CN105572629A (zh) 一种适用于任意阵列结构的低运算复杂度的二维测向方法
CN112284401A (zh) 一种数据处理的方法和装置
Shu et al. Passive direction finding with a pair of acoustic vector sensors using fourth-order cumulants
CN115327505A (zh) 一种多径环境下低空目标角度估计方法及相关设备
CN117784053A (zh) 提高目标探测精确度的方法和装置、电子设备
CN112697146B (zh) 一种基于稳健回归的航迹预测方法
CN112198473B (zh) 基于均匀圆阵测向仪的相位解模糊方法和电子设备
CN113552533A (zh) 一种空间谱估计方法、装置、电子设备及存储介质
CN114047475A (zh) 基于多维标度法简化代价函数的到达时间差迭代定位方法
CN107238813B (zh) 近场信号源波达方向和波达时间确定方法及装置
CN112230194A (zh) 一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及存储介质
CN114216412B (zh) 一种交通参与者的角度信息获取方法、装置和存储介质
CN114355445A (zh) 一种基于宽带聚焦波束形成的未知波速地表震源定位方法
CN111381208A (zh) 一种已知波形信源的波达方向估计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination