CN115877350A - 一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法和装置 - Google Patents

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CN115877350A CN202310197954.5A CN202310197954A CN115877350A CN 115877350 A CN115877350 A CN 115877350A CN 202310197954 A CN202310197954 A CN 202310197954A CN 115877350 A CN115877350 A CN 115877350A
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Abstract

本发明公开了一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法和装置，所述方法包括：将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号；对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号；对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元；利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。本发明能够获取长时间积累场景下的时变目标角度的精确估计值，解决横向方向出现的跨角度单元徙动问题。

Description

一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法和装置
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，具体地，涉及一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法和装置。
背景技术
随着隐身技术的发展，被跟踪目标往往具有更低的雷达反射截面积，使得防御方雷达接收的回波能量大为降低。为了提高对微弱目标的检测能力，使用和差波束（和、差波束）体制的跟踪雷达可以采用长时间积累的方式提高回波的能量。此外，随着航天航空技术的发展，现代飞行器具有更快的速度以及高机动能力，在长时间积累的过程中这些跟踪目标更容易出现多维度的徙动问题。针对径向方向可能出现的跨距离单元徙动以及跨多普勒单元徙动等问题，业界进行了广泛研究，并且提出了较为丰富的解决方案；然而，针对横向方向出现跨角度单元徙动问题，则相对研究较少，且不适用于传统的和差波束体制跟踪雷达。在现有少量针对跨角度单元研究的文献中，以下两篇文献具有一定代表性。但是，这两篇文献均是基于数字阵列雷达，而并非传统和差波束体制雷达。
[1] J. Xu, J. Yu, Y. N. Peng, X. G. Xia, and T. Long, "Space–timeRadon–Fourier transform and applications in radar target detection," in IETRadar, Sonar&Navigation, vol. 6, no. 9, pp. 846-857, Dec, 2012.
[2] L. Wang, J. Wang, and X. Zhang, "Discrete Radon-Fourier Transformand Its Approximation Algorithm in Short Range Ubiquitous Radar," in IEEESensors Journal, vol. 21, no. 21, pp. 24409-24421, Nov, 2021.
实际应用表明：由于跨角度单元徙动问题的存在，对积累后回波进行和、差测角会出现较大的测角误差，难以满足目标跟踪的角度估计精度要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法和装置，能够获取长时间积累场景下的时变目标角度的精确估计值，解决横向方向出现的跨角度单元徙动问题。
本发明的一个方面提供一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法，包括：
和、差通道信号划分步骤，将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号；
信号预处理步骤，对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号；
信号抽取步骤，对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元；
时变角度估计步骤，利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。
优选地，所述时变角度估计步骤包括：
相位加权向量构造步骤，针对和通道抽取单元和差通道抽取单元构造与搜索角度相关的一对相位加权向量；
搜索函数定义和简化步骤，利用所述一对相位加权向量以及向量形式的和通道抽取单元和差通道抽取单元定义用于时变目标角度估计的搜索函数，并该搜索函数简化为仅与起、止搜索角度相关；
搜索函数求解步骤，通过采用网格化搜索的方式遍历所有起、止搜索角度来求解搜索函数，得到搜索结果组成的矩阵；
搜索结果聚焦步骤，对搜索结果组成的矩阵的反对角线进行积累，将起、止搜索角度的搜索结果聚焦到中间回波的目标角度积累值，得到目标中间回波的最优角度估计作为最终的目标角度。
优选地，在所述和、差通道信号划分步骤中，将雷达阵列接收回波而输出的信号分为左边部分阵列的输出信号和右边部分阵列的输出信号，将右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号之和作为和通道信号，将右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号之差作为差通道信号。
优选地，在所述信号抽取步骤中得到的和通道抽取单元和差通道抽取单元分别为：
Figure SMS_1
，
Figure SMS_2
，
其中，
Figure SMS_3
为和通道抽取单元，/>
Figure SMS_4
为差通道抽取单元，/>
Figure SMS_5
为虚数单位，
Figure SMS_6
，/>
Figure SMS_7
为载波频率，/>
Figure SMS_8
表示光速，/>
Figure SMS_9
表示观测开始时目标与雷达之间的径向距离，
Figure SMS_10
表示右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号的相位差，M表示雷达阵列所具有的阵元个数的一半，
Figure SMS_12
为参考阵元输出的与搜索角度相关的相位，
Figure SMS_15
为快时间变量，/>
Figure SMS_18
为慢时间变量，/>
Figure SMS_13
为脉冲序数，/>
Figure SMS_16
，/>
Figure SMS_19
为脉冲数，
Figure SMS_21
表示采样频率，/>
Figure SMS_11
为左边部分阵列与右边部分阵列之间的间距， />
Figure SMS_14
为目标在慢时间/>
Figure SMS_17
下的角度， />
Figure SMS_20
为阵列的预指向角度，
Figure SMS_22
为左边部分阵列的静态方向图函数。
优选地，在所述相位加权向量构造步骤中构造的与搜索角度相关的一对相位加权向量为：
Figure SMS_23
，/>
Figure SMS_24
，
其中，
Figure SMS_25
为慢时间为/>
Figure SMS_26
时的搜索角度，/>
Figure SMS_27
、/>
Figure SMS_28
为起、止搜索角度，
Figure SMS_29
，/>
Figure SMS_30
。
优选地，在所述搜索函数定义和简化步骤中定义的搜索函数为：
Figure SMS_31
，
其中，
Figure SMS_32
、/>
Figure SMS_33
分别为向量形式的和通道抽取单元/>
Figure SMS_34
和差通道抽取单元/>
Figure SMS_35
，
Figure SMS_36
，
Figure SMS_37
。
优选地，在所述搜索函数定义和简化步骤中简化后的搜索函数为：
Figure SMS_38
，
Figure SMS_39
。
优选地，在所述搜索结果聚焦步骤中得到的目标中间回波的最优角度估计为：
Figure SMS_40
其中，
Figure SMS_41
表示目标中间回波的最优角度估计，/>
Figure SMS_42
表示具有/>
Figure SMS_43
个元素的待搜索角度的集合，/>
Figure SMS_44
为搜索步数，/>
Figure SMS_45
为最小搜索角度，/>
Figure SMS_46
为最大搜索角度。
本发明的另一个方面提供一种和差波束体制雷达时变目标角度估计装置，包括：
和、差通道信号划分模块，构成为将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号；
信号预处理模块，构成为对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号；
信号抽取模块，构成为对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元；
时变角度估计模块，构成为利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。
优选地，所述时变角度估计模块包括：
相位加权向量构造子模块，构成为针对和通道抽取单元和差通道抽取单元构造与搜索角度相关的一对相位加权向量；
搜索函数定义和简化子模块，构成为利用所述一对相位加权向量以及向量形式的和通道抽取单元和差通道抽取单元定义用于时变目标角度估计的搜索函数，并该搜索函数简化为仅与起、止搜索角度相关；
搜索函数求解子模块，构成为通过采用网格化搜索的方式遍历所有起、止搜索角度来求解搜索函数，得到搜索结果组成的矩阵；
搜索结果聚焦子模块，构成为对搜索结果组成的矩阵的反对角线进行积累，将起、止搜索角度的搜索结果聚焦到中间回波的目标角度积累值，得到目标中间回波的最优角度估计作为最终的目标角度。
根据本发明上述方面的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法和装置，能够获取长时间积累场景下的时变目标角度的精确估计值，解决横向方向出现的跨角度单元徙动问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1是本发明一种实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法的流程图。
图2是本发明一种实施方式的时变角度估计步骤的流程图。
图3是本发明一种实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计装置的结构图。
图4是本发明一种实施方式的时变角度估计模块的结构图。
图5是本发明一种实施方式的计算机设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施方式提供一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法。图1是本发明一种实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法包括步骤S1～S4。
步骤S1为和、差通道信号划分步骤，在该步骤中，将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号，即，将雷达阵列接收到的阵元级回波划分为和、差两个通道信号。
采用复信号表达方式，则雷达发射的线性调频信号
Figure SMS_47
表达成如下形式：
Figure SMS_48
（1）
其中，
Figure SMS_51
为矩形包络函数，/>
Figure SMS_53
为脉冲持续时间，/>
Figure SMS_56
为调频斜率，/>
Figure SMS_52
为信号带宽，/>
Figure SMS_55
为载波频率，/>
Figure SMS_58
为虚数单位，/>
Figure SMS_60
，/>
Figure SMS_49
为快时间变量，/>
Figure SMS_54
为慢时间变量，/>
Figure SMS_57
为脉冲序数，/>
Figure SMS_59
为脉冲数，/>
Figure SMS_50
表示采样频率。
若阵列为一线阵，且具有
Figure SMS_61
个阵元，雷达采用窄带模式接收回波，忽略幅度项以及噪声项，则第/>
Figure SMS_62
个阵元输出（指后接移相器输出）的机动目标的射频回波信号/>
Figure SMS_63
表示为：
Figure SMS_64
（2）
其中，
Figure SMS_67
为目标在不同慢时间下到达参考阵元的双程时延，/>
Figure SMS_70
表示光速，/>
Figure SMS_72
为目标在不同慢时间下与雷达之间的径向距离，/>
Figure SMS_66
分别为观测开始时目标的初始距离（目标与雷达之间的径向距离）、初始速度以及初始加速度，/>
Figure SMS_68
为参考阵元输出的与目标角度相关相位，/>
Figure SMS_71
为左边部分阵列与右边部分阵列之间的间距，/>
Figure SMS_73
为目标在慢时间/>
Figure SMS_65
下的角度，/>
Figure SMS_69
为阵列的预指向角度。
在一个实施例中，在和、差通道信号划分步骤S1中，首先，将雷达阵列的输出信号分为左右两部分，即，左边部分阵列的输出信号和右边部分阵列的输出信号，则左边部分阵列的输出信号可以表示为：
Figure SMS_74
Figure SMS_75
（3）
其中，
Figure SMS_76
为左边部分阵列的静态方向图函数。
右边部分阵列的输出信号可以表示为：
Figure SMS_77
Figure SMS_78
（4）
其中，
Figure SMS_79
表示右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号的相位差。
则和通道信号可以表示为右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号之和：
Figure SMS_80
Figure SMS_81
（5）/>
同样，差通道信号可以表示为右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号之差作为差通道信号：
Figure SMS_82
Figure SMS_83
（6）
步骤S2为信号预处理步骤，在该步骤中，对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号。
在该步骤中，首先对和、差通道信号进行下变频处理，下变频处理后得到的和通道基带信号可以表示为：
Figure SMS_84
（7）
其中，
Figure SMS_85
表示基带形式的左边部分阵列的输出信号，即：
Figure SMS_86
Figure SMS_87
（8）
同样，差通道基带信号可以表示为：
Figure SMS_88
（9）
其次对和、差通道基带信号进行快时间维度的脉冲压缩处理，脉冲压缩处理后得到的和通道基带脉压信号可以表示为：
Figure SMS_89
（10）
其中，
Figure SMS_90
表示左边部分阵列的基带脉压输出信号，即：
Figure SMS_91
Figure SMS_92
（11）
同样，差通道基带脉压信号可以表示为：
Figure SMS_93
（12）
步骤S3为信号抽取步骤，在该步骤中，对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元。
通过步骤S1和步骤S2对阵列信号的处理，得到了基带脉压形式的和、差通道信号，在该步骤S3中，首先对其中的和通道信号进行径向方向上的目标运动参数估计。目标径向参数估计可以使用广义拉登傅里叶变换算法，搜索结果表示为：
Figure SMS_94
（13）
其中，
Figure SMS_95
为依据搜索参数确定的目标径向距离，/>
Figure SMS_96
，/>
Figure SMS_97
，/>
Figure SMS_98
，/>
Figure SMS_99
分别为感兴趣的距离、速度以及加速度搜索区间，实际工程中可以对上述区间离散化取值，步进间隔应不大于其对于分辨单元大小，/>
Figure SMS_100
。
目标径向参数估计值
Figure SMS_101
可以表示为：
Figure SMS_102
（14）
当
Figure SMS_103
与目标真实参数/>
Figure SMS_104
相同时，/>
Figure SMS_105
有最大峰值，此时搜索结果为：
Figure SMS_106
（15）
然后，依据径向参数估计结果，分别对和、差通道基带脉压信号进行峰值单元抽取。由于回波中目标角度相关相位仅与慢时间相关，因此，在每一慢时间内各抽取一个快时间单元（该单元由径向参数估计结果决定，且理想情况下应当为快时间脉压信号的峰值单元），和通道抽取单元表示如下：
Figure SMS_107
（16）
同样，差通道抽取单元表示如下：
Figure SMS_108
（17）
步骤S4为时变角度估计步骤，在该步骤中，利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。
在一个实施例中，时变角度估计步骤S4采用网格化搜索以及聚焦处理的方式对场景中时变目标的角度进行精确估计。图2是本发明一种实施方式的时变角度估计步骤的流程图。如图2所示，时变角度估计步骤包括步骤S41～S44。
步骤S41为相位加权向量构造步骤，在该步骤中，针对和通道抽取单元和差通道抽取单元构造与搜索角度相关的一对相位加权向量。
首先，将和差通道抽取单元
Figure SMS_109
，/>
Figure SMS_110
表示为向量形式，即
Figure SMS_111
（18）
Figure SMS_112
（19）
然后，构造与搜索角度相关的一对相位加权向量，即：
Figure SMS_113
（20）
Figure SMS_114
（21）
其中，
Figure SMS_115
为慢时间为/>
Figure SMS_116
时的搜索角度，
Figure SMS_117
，/>
Figure SMS_118
。
步骤S42为搜索函数定义和简化步骤，在该步骤中，利用所述一对相位加权向量以及向量形式的和通道抽取单元和差通道抽取单元定义用于时变目标角度估计的搜索函数，并该搜索函数简化为仅与起、止搜索角度相关。
在该步骤中，首先，为时变目标角度精确估计问题定义以下搜索函数：
Figure SMS_119
（22）
利用式（22）得到的搜索结果
Figure SMS_120
为/>
Figure SMS_121
维矩阵，需要进行/>
Figure SMS_122
维搜索得到，较为费时，而在观测期间内目标横向方向的运动往往可以简化为线性运动。因此，搜索函数可以简化为与起、止搜索角度相关的形式：
Figure SMS_123
Figure SMS_124
（23）
其中，
Figure SMS_125
为起止搜索角度，/>
Figure SMS_126
表示具有/>
Figure SMS_127
个元素的待搜索角度的集合，即：
Figure SMS_128
（24）
其中，
Figure SMS_129
为最小搜索角度，/>
Figure SMS_130
为最大搜索角度。
步骤S43为搜索函数求解步骤，在该步骤中，通过采用网格化搜索的方式遍历所有起、止搜索角度来求解搜索函数，得到搜索结果组成的矩阵。
采用起、止角度网格化遍历的方式求解式（23），则矩阵
Figure SMS_131
可以重新表示为：
Figure SMS_132
（25）
其中，
Figure SMS_133
为搜索步数。
若
Figure SMS_134
中最大元素为/>
Figure SMS_135
，则起、止最优角度估计值/>
Figure SMS_136
,/>
Figure SMS_137
可以表示为
Figure SMS_138
Figure SMS_139
（26）
此时，全部慢时间下角度估计值可以通过下式唯一确定：
Figure SMS_140
（27）
步骤S44为搜索结果聚焦步骤，在该步骤中，对搜索结果组成的矩阵的反对角线进行积累，将起、止搜索角度的搜索结果聚焦到中间回波的目标角度积累值，得到目标中间回波的最优角度估计作为最终的目标角度。
在该步骤中，利用聚焦处理进一步提高回波信噪比低时目标的角度估计精度。低信噪比情况下矩阵
Figure SMS_141
的最大值幅度将降低，且幅度会沿着其反对角线方向扩散，导致角度估计精度存在一定误差。针对该问题，可以沿着矩阵/>
Figure SMS_142
的反对角线进行积累，进而将步骤S43中的起、止角度搜索结果聚焦到中间角度（即/>
Figure SMS_143
），保证中间角度的精确估计。聚焦后的搜索结果可以表示为向量形式，即：/>
Figure SMS_144
（28）
其中，
Figure SMS_145
表示平均处理。
在聚焦处理之后，若向量
Figure SMS_146
的第/>
Figure SMS_147
个元素最大，则目标中间回波的最优角度估计可以通过下式求得，从而完成了长时间积累场景下时变目标角度的精细化提取：
Figure SMS_148
（29）
综上所述，根据本发明实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法，能够获取长时间积累场景下的时变目标角度的精确估计值，解决和差波束体制雷达观测到具有多维徙动的时变目标时参数估计精度下降的问题，该方法实现难度低，角度估计精度高，计算量小，具有较好的工程应用前景。
本发明的实施方式还提供一种和差波束体制雷达时变目标角度估计装置。图3是本发明一种实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计装置的结构图。如图3所示，本实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计装置包括：
和、差通道信号划分模块101，构成为将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号；
信号预处理模块102，构成为对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号；
信号抽取模块103，构成为对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元；
时变角度估计模块104，构成为利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。
在一个实施例中，时变角度估计模块101如图4所示包括：
相位加权向量构造子模块401，构成为针对和通道抽取单元和差通道抽取单元构造与搜索角度相关的一对相位加权向量；
搜索函数定义和简化子模块402，构成为利用所述一对相位加权向量以及向量形式的和通道抽取单元和差通道抽取单元定义用于时变目标角度估计的搜索函数，并该搜索函数简化为仅与起、止搜索角度相关；
搜索函数求解子模块403，构成为通过采用网格化搜索的方式遍历所有起、止搜索角度来求解搜索函数，得到搜索结果组成的矩阵；
搜索结果聚焦子模块404，构成为对搜索结果组成的矩阵的反对角线进行积累，将起、止搜索角度的搜索结果聚焦到中间回波的目标角度积累值，得到目标中间回波的最优角度估计作为最终的目标角度。
本实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计装置的具体实施例可以参见上文中对于和差波束体制雷达时变目标角度估计方法的限定，在此不再赘述。上述和差波束体制雷达时变目标角度估计装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本发明的实施方式还提供一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储各个框架的运行参数数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现本实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法的步骤。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明的实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施方式的和差波束体制雷达时变目标角度估计方法的步骤。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种和差波束体制雷达时变目标角度估计方法，其特征在于，包括：
和、差通道信号划分步骤，将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号；
信号预处理步骤，对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号；
信号抽取步骤，对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元；
时变角度估计步骤，利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时变角度估计步骤包括：
相位加权向量构造步骤，针对和通道抽取单元和差通道抽取单元构造与搜索角度相关的一对相位加权向量；
搜索函数定义和简化步骤，利用所述一对相位加权向量以及向量形式的和通道抽取单元和差通道抽取单元定义用于时变目标角度估计的搜索函数，并该搜索函数简化为仅与起、止搜索角度相关；
搜索函数求解步骤，通过采用网格化搜索的方式遍历所有起、止搜索角度来求解搜索函数，得到搜索结果组成的矩阵；
搜索结果聚焦步骤，对搜索结果组成的矩阵的反对角线进行积累，将起、止搜索角度的搜索结果聚焦到中间回波的目标角度积累值，得到目标中间回波的最优角度估计作为最终的目标角度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述和、差通道信号划分步骤中，将雷达阵列接收回波而输出的信号分为左边部分阵列的输出信号和右边部分阵列的输出信号，将右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号之和作为和通道信号，将右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号之差作为差通道信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述信号抽取步骤中得到的和通道抽取单元和差通道抽取单元分别为：
Figure QLYQS_1
，
Figure QLYQS_2
，
其中，
Figure QLYQS_3
为和通道抽取单元，/>
Figure QLYQS_4
为差通道抽取单元，/>
Figure QLYQS_5
为虚数单位，
Figure QLYQS_6
，/>
Figure QLYQS_7
为载波频率，/>
Figure QLYQS_8
表示光速，/>
Figure QLYQS_9
表示观测开始时目标与雷达之间的径向距离，
Figure QLYQS_10
表示右边部分阵列的输出信号与左边部分阵列的输出信号的相位差，M表示雷达阵列所具有的阵元个数的一半，
Figure QLYQS_12
为参考阵元输出的与搜索角度相关的相位，/>
Figure QLYQS_16
为快时间变量，/>
Figure QLYQS_19
为慢时间变量，/>
Figure QLYQS_13
为脉冲序数，/>
Figure QLYQS_14
，/>
Figure QLYQS_17
为脉冲数，/>
Figure QLYQS_20
表示采样频率，/>
Figure QLYQS_11
为左边部分阵列与右边部分阵列之间的间距， />
Figure QLYQS_15
为目标在慢时间/>
Figure QLYQS_18
下的角度，/>
Figure QLYQS_21
为阵列的预指向角度，
Figure QLYQS_22
为左边部分阵列的静态方向图函数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述相位加权向量构造步骤中构造的与搜索角度相关的一对相位加权向量为：
Figure QLYQS_23
，
Figure QLYQS_24
，
其中，
Figure QLYQS_25
为慢时间为/>
Figure QLYQS_26
时的搜索角度，/>
Figure QLYQS_27
、/>
Figure QLYQS_28
为起、止搜索角度，
Figure QLYQS_29
，/>
Figure QLYQS_30
。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述搜索函数定义和简化步骤中定义的搜索函数为：
Figure QLYQS_31
，
其中，
Figure QLYQS_32
、/>
Figure QLYQS_33
分别为向量形式的和通道抽取单元/>
Figure QLYQS_34
和差通道抽取单元
Figure QLYQS_35
，
Figure QLYQS_36
，
Figure QLYQS_37
。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述搜索函数定义和简化步骤中简化后的搜索函数为：
Figure QLYQS_38
，
Figure QLYQS_39
。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述搜索结果聚焦步骤中得到的目标中间回波的最优角度估计为：
Figure QLYQS_40
其中，
Figure QLYQS_41
表示目标中间回波的最优角度估计，/>
Figure QLYQS_42
表示具有/>
Figure QLYQS_43
个元素的待搜索角度的集合，/>
Figure QLYQS_44
为搜索步数，/>
Figure QLYQS_45
为最小搜索角度，/>
Figure QLYQS_46
为最大搜索角度。
9.一种和差波束体制雷达时变目标角度估计装置，其特征在于，包括：
和、差通道信号划分模块，构成为将雷达阵列接收回波而输出的信号划分为和通道信号和差通道信号；
信号预处理模块，构成为对和通道信号和差通道信号分别进行下变频处理和脉冲压缩处理，得到和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号；
信号抽取模块，构成为对和通道基带脉压信号进行目标径向参数估计，并依据估计结果，分别对和通道基带脉压信号和差通道基带脉压信号进行信号抽取，得到和通道抽取单元和差通道抽取单元；
时变角度估计模块，构成为利用和通道抽取单元和差通道抽取单元进行时变目标角度估计。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述时变角度估计模块包括：
相位加权向量构造子模块，构成为针对和通道抽取单元和差通道抽取单元构造与搜索角度相关的一对相位加权向量；
搜索函数定义和简化子模块，构成为利用所述一对相位加权向量以及向量形式的和通道抽取单元和差通道抽取单元定义用于时变目标角度估计的搜索函数，并该搜索函数简化为仅与起、止搜索角度相关；
搜索函数求解子模块，构成为通过采用网格化搜索的方式遍历所有起、止搜索角度来求解搜索函数，得到搜索结果组成的矩阵；
搜索结果聚焦子模块，构成为对搜索结果组成的矩阵的反对角线进行积累，将起、止搜索角度的搜索结果聚焦到中间回波的目标角度积累值，得到目标中间回波的最优角度估计作为最终的目标角度。
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