雷达测角方法及系统

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，特别是涉及一种雷达测角方法及系统。

背景技术

雷达在探测目标时，一般需要通过测角来实现。目前的测角技术主要有以下两种：其中，一种是常规测角技术，另一种是超分辨测角技术。然而，常规测角技术存在分辨率较低，角度测量精度不够高等问题；超分辨测角技术存在角度搜索范围大导致的计算量大，因为不同方向的目标，其通道补偿系数不一致，接收通道误差补偿困难等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种雷达测角方法及系统，通过将常规测角方法与超分辨测角方法结合，具有在确保角度测量精度的基础上，降低通道误差对超分辨测角性能的影响，并减小超分辨测角技术中的角度搜索范围，从而降低超分辨测角的计算量等优点。

为解决现有技术中的问题，第一方面，本发明提供一种雷达测角方法，包括:

S10：获取雷达的各个通道的样本数据；

S11：在各所述通道之间进行波束合成；

S12：基于所述波束合成的结果判断目标的方向信息；

S13：基于所述目标的方向信息选择对应的通道补偿系数，并基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据进行补偿；

S14：基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术得到所述目标的角度信息。

可选地，获取雷达的各个通道的样本数据包括：

利用模拟数字转换器采集各所述通道的基带数字信号；

对各所述通道的基带数字信号进行距离维快速傅里叶变换；

对各所述通道的基带数字信号进行速度维快速傅里叶变换。

可选地，在各所述通道之间进行波束合成包括：

将各所述通道的样本数据分别乘以通道系数后相加。

可选地，基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据进行补偿包括：

将各所述通道的距离维快速傅里叶变换的结果乘以所述通道补偿系数。

可选地，基于所述波束合成的结果判断目标的方向信息包括：

基于所述波束合成的结果得到各个方向的能量大小；

基于各个方向的能量大小来判断存在所述目标的方向，以得到所述目标的方向信息。

可选地，基于各个方向的能量大小来判断存在所述目标的方向过程，若判断多个方向均存在所述目标，则将各所述目标分别执行步骤S13及步骤S14。

可选地，基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术得到所述目标的角度信息同时，还包括：

基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术对预设方向区间进行评估，以得到所述预设方向区间内的所述目标的数量。

可选地，所述预设方向区间的范围为：

θ-△≤γ≤θ+△；

其中，γ为所述预设方向区间，θ为基于所述波束合成的结果判断到的目标的角度，△为预设角度区间。

第二方面，本发明还提供一种雷达测角系统，所述雷达测角系统包括:

数据获取模块，用于获取雷达的各个通道的样本数据；

波束合成模块，与所述数据获取模块相连接，用于在各所述通道之间进行波束合成；

目标判断模块，与所述波束合成模块相连接，用于基于所述波束合成的结果判断目标的方向信息；

补偿模块，与所述目标判断模块及所述数据获取模块均相连接，用于基于所述目标的方向信息选择对应的通道补偿系数，并基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据进行补偿；

角度信息获取模块，与所述补偿模块相连接，用于基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术得到所述目标的角度信息。

可选地，所述数据获取模块包括：

模拟数字转换器，用于采集各所述通道的基带数字信号；

距离维快速傅里叶变换单元，与所述模拟数字转换器相连接，用于对各所述通道的基带数字信号进行距离维快速傅里叶变换；

速度维快速傅里叶变换单元，与所述模拟数字转换器相连接，用于对各所述通道的基带数字信号进行速度维快速傅里叶变换。

如上所述，本发明的雷达测角方法及系统，具有以下有益效果：本发明的雷达测角方法，将常规测角方法与超分辨测角方法相结合，通过常规测角来预估目标的大体方向，然后选择对应的通道补偿系数进行补偿，最后再使用超分辨测角来测量目标的角度信息；通过将常规测角方法与超分辨测角方法相结合，可以在确保角度测量精度的基础上，降低通道误差对超分辨测角性能的影响，并减小超分辨测角技术中的角度搜索范围，从而降低超分辨测角的计算量。

附图说明

图1为本发明实施例一中提供的雷达测角方法的流程图。

图2为本发明实施例二中提供的雷达测角系统的结构框图。

元件标号说明：10、数据获取模块；11、波束合成模块；12、目标判断模块；13、补偿模块；14、角度信息获取模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

雷达在探测目标时，一般需要通过测角来实现。目前的测角技术主要有以下两种：其中，一种是常规测角技术，另一种是超分辨测角技术。然而，常规测角技术存在分辨率较低，角度测量精度不够高等问题；超分辨测角技术存在角度搜索范围大导致的计算量大，因为不同方向的目标，其通道补偿系数不一致，接收通道误差补偿困难等问题。

实施例一

请参阅图1所示，本发明提供一种雷达测角方法，所述雷达测角方法包括：

S10：获取雷达的各个通道的样本数据；

S11：在各所述通道之间进行波束合成；

S12：基于所述波束合成的结果判断目标的方向信息；

S13：基于所述目标的方向信息选择对应的通道补偿系数，并基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据进行补偿；

S14：基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术得到所述目标的角度信息。

本发明的雷达测角方法，将常规测角方法与超分辨测角方法相结合，通过常规测角来预估目标的大体方向，然后选择对应的通道补偿系数进行补偿，最后再使用超分辨测角来测量目标的角度信息；通过将常规测角方法与超分辨测角方法相结合，可以在确保角度测量精度的基础上，降低通道误差对超分辨测角性能的影响，并减小超分辨测角技术中的角度搜索范围，从而降低超分辨测角的计算量。

作为示例，步骤S10中，获取雷达的各个通道的样本数据可以包括：

S101：利用模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)采集各所述通道的基带数字信号；

S102：对各所述通道的基带数字信号进行距离维快速傅里叶变换(FFT，FastFourier Transform)；

S103：对各所述通道的基带数字信号进行速度维快速傅里叶变换。

作为示例，步骤S11中，在各所述通道之间进行波束合成可以包括：

将各所述通道的样本数据分别乘以通道系数后相加；即将各所述通道的样本数据分别乘以通道系数后，将所得到的数据累加。

作为示例，步骤S13中，基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据进行补偿包括：

将各所述通道的距离维快速傅里叶变换的结果乘以所述通道补偿系数；即步骤S13中是基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据中的距离维快速傅里叶变换的结构进行补偿。

作为示例，步骤S12中，基于所述波束合成的结果判断目标的方向信息可以包括：

S121：基于所述波束合成的结果得到各个方向的能量大小；

S122：基于各个方向的能量大小来判断存在所述目标的方向，以得到所述目标的方向信息。

作为示例，步骤S121中，基于各个方向的能量大小来判断存在所述目标的方向过程，若判断多个方向均存在所述目标，则将各所述目标分别执行步骤S13及步骤S14；即如果步骤S121中判断存在多个所述目标，则每个所述目标均需分别执行步骤S1及步骤S14，以得到每个所述目标的角度信息。

作为示例，步骤S14中，基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术得到所述目标的角度信息同时，还可以包括：

基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术对预设方向区间进行评估，以得到所述预设方向区间内的所述目标的数量。

作为示例，所述预设方向区间的范围为：

θ-△≤γ≤θ+△；

其中，γ为所述预设方向区间，θ为基于所述波束合成的结果判断到的目标的角度，△为预设角度区间。

即由上可知，△是用来确定角度搜索范围的；由于确定了在θ角度的方向存在目标所在θ-△至θ+△的范围内一定能解算出所述目标。

本发明的雷达测角方法中，将常规测角方法与超分辨测角方法结合，通过常规测角方法来预估所述目标的大体方向，然后选择对应的幅度和相位校正系数(即所述通道补偿系数)，最后再使用超分辨测角来测量该方向的目标数和目标的角度值；通过将常规测角方法与超分辨测角方法结合，降低通道误差对超分辨测角性能的影响，并降低了超分辨测角的计算量。

实施例二

请参阅图2，本实施例中还提供一种雷达测角系统，所述雷达测角系统包括：

数据获取模块10，所述数据获取模块10用于获取雷达的各个通道的样本数据；

波束合成模块11，所述波束合成模块11与所述数据获取模块10相连接，用于在各所述通道之间进行波束合成；

目标判断模块12，所述目标判断模块12与所述波束合成模块11相连接，用于基于所述波束合成的结果判断目标的方向信息；

补偿模块13，所述补偿模块13与所述目标判断模块12及所述数据获取模块10均相连接，用于基于所述目标的方向信息选择对应的通道补偿系数，并基于所述通道补偿系数对各所述通道的样本数据进行补偿；

角度信息获取模块14，所述角度信息获取模块14与所述补偿模块13相连接，用于基于补偿后的各通道的样本数据，利用超分辨技术得到所述目标的角度信息。

作为示例，所述数据获取模块10可以包括：

模拟数字转换器(未示出)，所述模拟数字转换器用于采集各所述通道的基带数字信号；

距离维快速傅里叶变换单元(未示出)，所述距离维快速傅里叶变换单元与所述模拟数字转换器相连接，用于对各所述通道的基带数字信号进行距离维快速傅里叶变换；

速度维快速傅里叶变换单元(未示出)，所述速度维快速傅里叶变换单元与所述模拟数字转换器相连接，用于对各所述通道的基带数字信号进行速度维快速傅里叶变换。

作为示例，请结合图1继续参阅图2，本实施例中所述的雷达测角系统可以用于执行如实施例一中所述的雷达测角方法。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。