相控阵天线测角方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及相控阵天线技术领域，特别涉及一种相控阵天线测角方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在相控阵天线与目标终端的通信过程中，相控阵天线需要先定位目标终端的位置，才能将波束准确的指向目标终端。当波束未指向目标终端时，此时的波束方向与目标方向(也即是指向目标终端的方向)之间存在一个偏角，需要确定这个偏角以定位目标终端的位置，这个确定偏角的过程被称为相控阵天线测角。

相关技术中，相控阵天线测角方法包括：向目标终端发送单脉冲信号；接收来自目标终端的回波信号，该回波信号基于该单脉冲信号生成；将回波信号经过和差器处理，得到和路信号与差路信号；根据和路信号与差路信号的比值确定偏角。

然而，采用上述方法进行测角时，测量结果的误差受差路信号的信噪比影响较大，差路信号的信噪比越小，测量结果的误差越大。在偏角很小的情况下，差路信号中有效数据近似于0，但是噪声并没有出现衰减，此时差路信号的信噪比下降，进而导致测量结果的误差增加，测量精度不足。

发明内容

本公开提供了一种相控阵天线跟踪测角方法、装置、设备及存储介质，能够减少噪声对测量精度的影响，提高测量结果的精确程度。所述技术方案至少包括如下方案：

一方面，提供了一种相控阵天线跟踪测角方法，所述相控阵天线至少包括第一子阵和第二子阵，所述方法包括：接收来自目标终端的回波信号，所述回波信号携带第一伪噪声码序列；对所述回波信号进行和差变换，得到和路信号与差路信号，所述和路信号为将所述第一子阵与所述第二子阵接收到的所述回波信号相加得到的信号，所述差路信号为将所述第一子阵与所述第二子阵接收到的所述回波信号相减得到的信号；分别将所述和路信号和所述差路信号与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值，所述本地信号包括第二伪噪声码序列，且所述第二伪噪声码序列的长度与所述第一伪噪声码序列的长度相等且为同种类型的伪噪声码序列；根据所述和路相关峰值与差路相关峰值，确定所述相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角，所述目标方向为所述相控阵天线的指向所述目标终端的波束方向。

可选地，所述分别将所述和路信号和所述差路信号与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值，包括：分别对所述和路信号和差路信号进行正交解调，得到和路复数信号与差路复数信号；对所述本地信号进行正交解调，得到本地复数信号；分别将所述和路复数信号和所述差路复数信号与所述本地复数信号进行互相关运算，得到所述和路相关峰值和所述差路相关峰值。

可选地，所述根据所述和路相关峰值与差路相关峰值，确定所述相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角，包括：根据所述差路相关峰值与所述和路相关峰值的比值，确定所述相控阵天线发出的波束与所述目标方向之间的所述目标偏角。

可选地，所述分别对所述和路复数信号和所述差路复数信号与所述本地复数信号进行互相关运算，得到和路相关峰值和差路相关峰值，包括：对所述和路复数信号与所述本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到和路卷积结果，将所述和路卷积结果的最大值作为所述和路相关峰值；对所述差路复数信号与所述本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到差路卷积结果，将所述差路卷积结果的最大值作为所述差路相关峰值。

可选地，所述方法还包括：对所述和路复数信号和所述差路复数信号进行互相关运算，得到和差相关峰值；根据所述和差相关峰值，修正所述目标偏角，得到修正后的所述目标偏角。

可选地，所述根据所述和差相关峰值，修正所述目标偏角，得到修正后的所述目标偏角，包括：当所述和差相关峰指示所述差路信号的相位超前于所述和路信号的相位90度时，将所述目标偏角的符号修正为负号；或者，当所述和差相关峰指示所述差路信号的相位滞后与所述和路信号的相位90度时，将所述目标偏角的符号修正为正号。

可选地，所述回波信号包括第一无线帧，所述第一无线帧的帧头包括所述第一伪噪声码序列，所述第一无线帧的帧体包括发送给所述目标终端的通信数据。

另一方面，还提供了一种相控阵天线跟踪测角装置，所述相控阵天线至少包括第一子阵和第二子阵，所述装置包括：接收模块，用于接收来自目标终端的回波信号，所述回波信号携带第一伪噪声码序列；和差变换模块，用于对所述回波信号进行和差变换，得到和路信号与差路信号，所述和路信号为将所述第一子阵与所述第二子阵接收到的所述回波信号相加得到的信号，所述差路信号为将所述第一子阵与所述第二子阵接收到的所述回波信号相减得到的信号；相关运算模块，用于分别将所述和路信号和所述差路信号与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值，所述本地信号包括第二伪噪声码序列，且所述第二伪噪声码序列的长度与所述第一伪噪声码序列的长度相等且为同种类型的伪噪声码序列；偏角确定模块，用于根据所述和路相关峰值与差路相关峰值，确定所述相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角，所述目标方向为所述相控阵天线的指向所述目标终端的波束方向。

可选地，相关运算模块还用于，分别对所述和路信号和差路信号进行正交解调，得到和路复数信号与差路复数信号；对所述本地信号进行正交解调，得到本地复数信号；分别将所述和路复数信号和所述差路复数信号与所述本地复数信号进行互相关运算，得到所述和路相关峰值和所述差路相关峰值。

可选地，偏角确定模块还用于，根据所述差路相关峰值与所述和路相关峰值的比值，确定所述相控阵天线发出的波束与所述目标方向之间的所述目标偏角。

可选地，相关运算模块还用于对所述和路复数信号与所述本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到和路卷积结果，将所述和路卷积结果的最大值作为所述和路相关峰值；对所述差路复数信号与所述本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到差路卷积结果，将所述差路卷积结果的最大值作为所述差路相关峰值。

可选地，该相控阵天线测角装置还包括偏角修正模块，用于对所述和路复数信号和所述差路复数信号进行互相关运算，得到和差相关峰值；根据所述和差相关峰值，修正所述目标偏角，得到修正后的所述目标偏角。

可选地，偏角修正模块还用于当所述和差相关峰指示所述差路信号的相位超前于所述和路信号的相位90度时，将所述目标偏角的符号修正为负号；或者，当所述和差相关峰指示所述差路信号的相位滞后与所述和路信号的相位90度时，将所述目标偏角的符号修正为正号。

第三方面，还提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由所述处理器加载并执行，从而执行上述实施例中所述的相控阵测角方法。

第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行，从而执行上述实施例中所述的相控阵测角方法。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在本公开实施例中，通过对携带第一PN码序列的回波信号进行和差变换，由于PN码的稳定性强且互相关性好，因此利用和路信号和差路信号分别与本地信号(本地信号包括第二PN码序列，第二PN码序列的长度与第一PN码序列的长度相等且为同种类型的PN码序列)进行互相关运算得到的和路相关峰值与差路相关峰值能够准确地反映真实的和路信号与差路信号的特征，在后续通过和路相关峰值与差路相关峰值来计算确定相控阵天线发出的波束与目标终端之间的目标偏角时，有效减少了噪声误差对测量结果的影响，提高了测量精度。

附图说明

图1示出了本公开一个示例性实施例提供的应用场景示意图；

图2示出了本公开一个示例性实施例提供的相控阵天线测角方法的流程图；

图3示出了本公开另一个示例性实施例提供的相控阵天线测角方法的流程图；

图4示出了第一无线帧的结构示意图；

图5示出了第一子阵与第二子阵接收目标终端发送的回波信号的相位图；

图6示出了通过第一子阵与第二子阵接收到的回波信号计算和路信号与差路信号的相位原理图；

图7示出了通过和路信号与差路信号计算目标偏角的算法流程图；

图8示出了本公开一个示例性实施例提供的相控阵天线测角装置的结构示意图；

图9是本公开实施例提供的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了本公开一个示例性实施例提供的应用场景示意图，参见图1，相控阵天线10与目标终端通信20连接。例如通过波束的形式通信连接，这里，目标终端20可以是卫星、飞机等等能够与相控阵天线进行通信的终端，相控阵天线10可以是四面有源相控阵天线等有源相控阵天线。

相控阵天线10包括阵列布置的多个天线单元11。每个天线单元包括天线(图未示)、发射器(图未示)与接收器12，天线分别与发射器和接收器12连接。其中，发射器可以通过天线发送无线电波束，接收器12可以通过天线接收无线电波束。相控阵天线11还包括控制芯片(图未示)和移相器(图未示)，控制芯片与移相器的控制端连接，控制芯片可以控制移相器，通过控制移相器可以改变每个天线单元发出的波的相位，以改变最终相控阵天线发出的波束的指向。

相控阵天线10中，存在若干个子阵(图未示)。每个子阵包括阵列布置的若干个天线单元。例如，相控阵天线包括阵列布置的2NxN个天线单元，则该相控阵天线包括两个子阵，每个子阵包括NxN个天线单元。其中，N为正整数，NxN表示该子阵在第一方向有N个天线单元，在第二方向也有N个天线单元，第一方向和第二方向垂直。

相控阵天线还包括和差器13、射频单元14、A/D转换器(Analog to Digital，模拟数字转换器)15和通道校准单元16。和差器13的一端与接收器连接，和差器13的另一端与射频单元14的一端连接，射频单元14的另一端与A/D转换器15的一端连接，A/D转换器15的另一端与通道校准单元16的一端连接，通道校准单元16的另一端与控制器连接。

和差器13用于对相控阵天线接收到的两个幅值相同相位不同的回波信号进行和差处理，得到这两个回波信号对应的和路信号与差路信号；射频单元14用于将和路信号与差路信号变频至中频；A/D转换器15用于对变频后的和差信号进行A/D转换；通道校准单元16用于对A/D转换后的和差信号进行幅度和相位的校正，便于后续对和路信号与差路信号进行处理。

图2示出了本公开一个示例性实施例提供的相控阵天线测角方法的流程图，该方法可以由相控阵天线的控制芯片来执行，例如可以由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)或者MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)来执行，参见图2，该方法包括：

在步骤201中，接收来自目标终端的回波信号。

回波信号携带第一伪噪声码(Pseudo Noise Code，PN码)序列，例如可以是m序列(最大长度线性移位寄存器序列)或者是Gold序列。

可选地，回波信号可以是相控阵天线向目标终端发送携带第一PN码序列的通信信号后，目标终端反射回相控阵天线的信号。

在步骤202中，对回波信号进行和差变换，得到和路信号与差路信号。

在本公开实施例中，相控阵天线至少包括第一子阵与第二子阵，第一子阵与第二子阵对称布置。例如，相控阵天线包括阵列布置的2NxN个天线单元，第一子阵包括NxN个天线单元，第二子阵包括NxN个天线单元，且第一子阵与第二子阵中的天线单元不重复。或者，相控阵天线包括2NxN个阵列布置的天线单元，第一子阵和第二子阵分别包括不重复的2NxN/2个阵列布置的天线单元。

和路信号为将第一子阵与第二子阵接收到的回波信号相加得到的信号，差路信号为将第一子阵与第二子阵接收到的回波信号相减得到的信号。

示例性地，可以通过和差器实现对第一子阵与第二子阵接收到的回波信号进行相加与相减，以得到和路信号与差路信号。关于和差器如何得到和路信号与差路信号的实现方式，相关技术中较多，在此省略详述。

在步骤203中，分别将和路信号和差路信号与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值。

本地信号包括第二伪噪声码序列，也即是第二PN码序列。第二PN码序列的长度与第一PN码序列的长度相等且为同种类型的PN码序列。

可选地，回波信号可以携带设定长度为2^m次方的PN码序列，其中，m的取值范围要大于或者等于10，也即是，回波信号中携带的PN码序列的长度要大于或者等于1024。

示例性地，可以在相控阵天线与目标终端之间的通信协议中预先约定好回波信号中携带的PN码的类型与PN码序列的长度，并将相同类型与长度的PN码序列作为本地信号存储在相控阵天线的控制芯片的存储器中。

由于PN码的稳定性强且互相关性好，而回波信号中携带的PN码与本地信号的PN码属于相同类型相同长度的PN码，因此将分别将和路信号和差路信号与本地信号进行互相关运算后，得到的相关峰值能够反映真实的和路信号与差路信号的特征，有效减少了噪声对测量结果的干扰。

在步骤204中，根据和路相关峰值与差路相关峰值，确定相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角。

目标方向为相控阵天线的指向目标终端的波束方向。

由于和路相关峰值与差路相关峰值能够反映真实的和路信号与差路信号的特征，因此根据和路相关峰值与差路相关峰值计算出的目标偏角的精度大大提高，且不受极小偏角时的噪声误差对测量结果的影响。

在本公开实施例中，通过对携带第一PN码序列的回波信号进行和差变换，由于PN码的稳定性强且互相关性好，因此利用和路信号和差路信号分别与本地信号(本地信号包括第二PN码序列，第二PN码序列的长度与第一PN码序列的长度相等且为同种类型的PN码序列)进行互相关运算得到的和路相关峰值与差路相关峰值能够准确地反映真实的和路信号与差路信号的特征，在后续通过和路相关峰值与差路相关峰值来计算确定相控阵天线发出的波束与目标终端之间的目标偏角时，有效减少了噪声误差对测量结果的影响，提高了测量精度。

图3示出了本公开另一个示例性实施例提供的相控阵天线测角方法的流程图，该方法可以由相控阵天线的控制芯片来执行，例如可以由CPU或者MCU来执行，参见图3，该方法包括：

在步骤301中，接收来自目标终端的回波信号。

回波信号携带第一PN码序列。

可选地，回波信号包括第一无线帧，第一无线帧的帧头包括第一PN码序列，第一无线帧的帧体包括相控阵天线发送给目标终端的通信数据。在这种情况下，该回波信号可以是相控阵天线向目标终端发送包括至少一帧第一无线帧通信信号后，由目标终端反射回来的回波信号。

可选地，回波信号中的每个无线帧均与第一无线帧的结构相同，也即是每个无线帧的帧头均包括第一PN码序列，帧体均包括通信数据。

这样，对回波信号中的每一帧无线帧，均可以对其采用本公开实施例中的相控阵测角方法进行测角，提高了相控阵测角的准确程度。

在其他实施例中，回波信号中的部分无线帧为第一无线帧，例如可以是回波信号里的每n个无线帧中，存在n-1个正常的无线帧(也即是不包括第一PN码序列的无线帧)和1个与第一无线帧结构相同的无线帧。其中，n为大于或等于2的整数。

这样，无需回波信号中的每一帧无线帧的帧头均带有第一PN码序列，减少了通信信号中无线帧的长度，同时也能提高相控阵测角的准确程度。

如图4所示，第一无线帧包括帧体与帧头，帧体包括通信数据，帧头包括第一PN码序列。

在步骤302中，对回波信号进行和差变换，得到和路信号与差路信号。

和路信号与差路信号的相关内容参见前述步骤202，在此省略详述。

在步骤303中，分别将和路信号和差路信号与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值。

本地信号的相关内容参见前述步骤203，在此省略详述。

可选地，在执行步骤303前，可以分别将和路信号和差路信号依次经过射频单元、A/D转换器和通道校准单元，和路信号和差路信号射频单元后变为中频模拟信号，中频模拟信号经过A/D转换器变为中频数字信号，中频数字信号再变频为基带数字信号，基带数字信号经过通道校准单元进行幅相的校准等预处理，保证执行步骤303时得到的和路信号与差路信号的幅度一致性。

可选地，步骤303包括如下三步：

第一步，分别对和路信号和差路信号进行正交解调，得到和路复数信号与差路复数信号。

正交解调即I/Q(In-phase/Quadrature，同相/正交)调制，信号经过正交解调后会得到一个I路信号和一个Q路信号，I路信号和Q路信号结合可以得到复数信号。如公式(1.1)所示，信号经过正交解调后得到的复数信号E可以通过I路信号和Q路信号来表示。

E＝I+jQ (1.1)

设和路复数信号为E

E

同理，设差路复数信号为E

E

第二步，对本地信号进行正交解调，得到本地复数信号。

同理，设本地复数信号为E

E

第三步，分别将和路复数信号和差路复数信号与本地复数信号进行互相关运算，得到和路相关峰值和差路相关峰值。

可选地，第三步中，和路相关峰值可以采用以下方式确定：对和路复数信号与本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到和路卷积结果，将和路卷积结果的最大值作为和路相关峰值。

设本地复数信号E

此时，对和路复数信号与本地复数信号的共轭进行卷积运算，也就是对E

公式(1.6)中，和路卷积结果R

可选地，第三步中，差路相关峰值可以采用以下方式确定：对差路复数信号与本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到差路卷积结果，将差路卷积结果的最大值作为差路相关峰值。

同理，对差路复数信号与本地复数信号的共轭进行卷积运算，也就是对E

公式(1.7)中，差路卷积结果R

在步骤304中，根据和路相关峰值与差路相关峰值，确定相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角。

其中，目标方向为相控阵天线的指向目标终端的波束方向。

下面先对如何计算目标偏角进行说明。

首先需要计算出第一子阵与第二子阵接收到的回波信号的相位差。如图5所示，设第一子阵为左边的子阵，第二子阵为右边的子阵，第一子阵与第二子阵之间为天线轴，目标终端在天线轴右侧也即是目标终端离第二子阵较近，离第一子阵较远。因此，目标终端在向相控阵天线发送回波信号时，第二子阵会先接收到回波信号，第一子阵会在第二子阵之后接收到回波信号，因此第一子阵与第二子阵接收到的回波信号之间存在相位差。

设第一子阵与目标终端之间的距离(也就是波程)为R

由相位差公式可知，相位差

公式(1.8)的具体推导过程如下：

基于图5中的几何关系，由余弦定理可以得到公式(1.9)，在公式(1.9)中，由于第一子阵与第二子阵中心的间距d远小于目标终端与天线轴之间的距离R，因此可以将公式(1.9)采用二项级数展开，最终得到公式(1.10)。

同理，对于R

联合公式(1.10)和(1.11)，可以解出公式(1.12)。

R

将公式(1.12)代入公式(1.8)中的R

设相控阵天线发出的波束的方向与天线轴之间的夹角为θ

其中，

在公式(1.14)中，在偏角Δθ极小的情况下，cosΔθ可以近似视为cos0，也就是1，因此可以得到公式(1.14)中的内容。将公式(1.13)展开后，用公式(1.13)中的

如图6所示，设第一子阵接收到的回波信号的幅度为E1，第二子阵接收到的回波信号的幅度为E2，E1与E2之间的夹角即第一子阵与第二子阵之间的实际相位差为

需要说明的是，此处的和路信号的幅度E

如公式(1.18)和公式(1.19)所示，用E

在采用公式(1.18)和公式(1.19)计算偏角时，还要考虑噪声误差的影响，公式(1.20)示出了采用公式(1.18)和公式(1.19)计算偏角时的噪声误差σ

其中，S为信号功率，N为噪声功率，

基于公式(1.17)和公式(1.20)可以看出，在接收到由单脉冲信号生成的回波信号而非本公开实施例中携带第一PN码序列的回波信号的情况下，对单脉冲信号生成的回波信号进行偏角计算时，若偏角Δθ很小，公式(1.17)中的E

而本公开实施例中，由于在步骤303中通过本地信号对和路复数信号与差路复数信号进行了互相关运算并得到相关峰值，由于相关峰值能够准确反映真实的和路信号与差路信号的幅相特征，因此通过和路相关峰值与差路相关峰值来计算目标偏角，能够有效的减少差路信号的信噪比对测量结果(也即是目标偏角)的影响。

可选地，根据和路相关峰值与差路相关峰值，确定相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角，包括：根据差路相关峰值与和路相关峰值的比值，确定相控阵天线发出的波束与目标方向之间的目标偏角。

差路相关峰值与和路相关峰值的比值，即R(max)

将公式(1.21)代入公式(1.19)即可求解目标偏角，最终计算目标偏角的如公式(1.22)所示。

在步骤305中，根据和差相关峰值，修正目标偏角，得到修正后的目标偏角。

由于在极小偏角时，噪声对差路信号的影响较大，因此步骤304中计算出的目标偏角的正负也可能存在误差，需要另外确定目标偏角的正负，以确定目标终端与相控阵天线发出的波束之间的实际偏向关系，并根据实际偏向关系采用和差相关峰值修正目标偏角。这里，偏向关系包括目标方向偏向相控阵天线发出的波束中靠近第一子阵的一侧和目标方向偏向相控阵天线发出的波束中靠近第二子阵的一侧。

可选地，步骤305包括如下两步：

第一步，对和路复数信号和差路复数信号进行互相关运算，得到和差相关峰值。

和差相关峰值用于指示和路信号和差路信号之间的相位关系。

对和路复数信号和差路复数信号进行互相关运算的原理与步骤303中的第三步类似，也就是对差路复数信号与和路复数信号进行卷积运算。

设对差路复数信号与和路复数信号进行卷积运算得到的卷积结果为和差卷积结果，如公式(1.23)所示，R

R

第二步，根据和差相关峰，修正目标偏角，得到修正后的目标偏角。

在R

由于差路信号是通过第一子阵接收到的回波信号减去第二子阵接收到的回波信号得到的，因此，当K大于或等于0时，说明差信号超前和信号90度，也就是目标方向偏向相控阵天线发出的波束中靠近第一子阵的一侧；当K小于0时，说明差信号滞后和信号90度，也就是目标方向偏向相控阵天线发出的波束中靠近第二子阵的一侧。

K＝Q

因此，第二步包括：当和差相关峰指示差路信号的相位超前于和路信号的相位90度时，将目标偏角的符号修正为负号；或者，当和差相关峰指示差路信号的相位滞后与和路信号的相位90度时，将目标偏角的符号修正为正号。这里，目标偏角即为Δθ，此时可以确定目标终端与天线轴的夹角θ如公式(1.27)所示。

确定了目标终端与天线轴的夹角θ和修正后的目标偏角，即可根据目标偏角实现修正相控阵天线发出的波束指向的角度。

在本公开实施例中，首先接收目标终端发送的回波信号，其中回波信号携带第一PN码序列，然后对回波信号进行和差变换，得到和路信号与差路信号，将和路信号和差路信号分别与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值，其中本地信号包括第二PN码序列，且第二PN码序列与第一PN码序列的长度相等且为同种类型的PN码序列。由于PN码的稳定性强且互相关性好，因此利用和路信号和差路信号分别与本地信号进行互相关运算得到的和路相关峰值与差路相关峰值能够准确地反映真实的和路信号与差路信号的特征，在后续通过和路相关峰值与差路相关峰值来计算确定相控阵天线发出的波束与目标终端之间的目标偏角时，能够有效减少噪声误差对测量结果的影响，提高了测量精度。

此外，传统的相控阵天线测角方法基于单脉冲信号的回波信号实现测角，无法在通信过程中实现实时的测角，而是需要单独发送脉冲信号来实现测角，效率较低且会占用额外的带宽资源来发送单脉冲。而本公开实施例是基于携带第一无线帧的回波信号进行测角，且无线帧的帧头为第一PN码序列，因此可以在通信过程中实现实时测角，而不需要单独发送脉冲信号再进行测角，有效的提高了测角的效率，且不会占用额外的带宽资源。

并且，还通过计算和路信号与差路信号之间的和差相关峰实现了修正目标偏角的正负号，进一步地提高了测量精度，减小了测量误差。

图7示出了通过和路信号与差路信号计算目标偏角的算法流程图，如图7所示，步骤701为分别对和路信号与差路信号进行正交解调，得到和路复数信号与差路复数信号；步骤702为对本地信号进行正交解调，得到本地复数信号；步骤703为对和路复数信号与本地复数信号进行互相关运算，得到和路相关峰值；步骤704为对差路复数信号与本地复数信号进行互相关运算，得到差路相关峰值；也即是，步骤701-704对应前述步骤303。步骤705和步骤706为根据和路相关峰值与差路相关峰值求解目标偏角，对应前述步骤304；步骤707为对和路复数信号与差路复数信号进行互相关运算，得到和差相关峰值；步骤708为根据和差相关峰值修正目标偏角，也即是，步骤707-708对应前述步骤305。

图8示出了本公开一个示例性实施例提供的相控阵天线测角装置的结构示意图。该相控阵天线测角装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为计算机设备的全部或者一部分。如图8所示，该相控阵天线测角装置800包括：接收模块801，和差变换模块802，相关运算模块803和偏角确定模块804。

接收模块801用于接收来自目标终端的回波信号，所述回波信号携带第一伪噪声码序列。

所述相控阵天线至少包括第一子阵和第二子阵。和差变换模块802用于对所述回波信号进行和差变换，得到和路信号与差路信号，所述和路信号为将所述第一子阵与所述第二子阵接收到的所述回波信号相加得到的信号，所述差路信号为将所述第一子阵与所述第二子阵接收到的所述回波信号相减得到的信号。

相关运算模块803用于分别将所述和路信号和所述差路信号与本地信号进行互相关运算，得到和路相关峰值与差路相关峰值，所述本地信号包括第二伪噪声码序列，且所述第二伪噪声码序列的长度与所述第一伪噪声码序列的长度相等且为同种类型的伪噪声码序列。

偏角确定模块804用于根据所述和路相关峰值与差路相关峰值，确定所述相控阵天线发出的波束的方向与目标方向之间的目标偏角，所述目标方向为所述相控阵天线的指向所述目标终端的波束方向。

可选地，相关运算模块803还用于，分别对所述和路信号和差路信号进行正交解调，得到和路复数信号与差路复数信号；对所述本地信号进行正交解调，得到本地复数信号；分别将所述和路复数信号和所述差路复数信号与所述本地复数信号进行互相关运算，得到所述和路相关峰值和所述差路相关峰值。

可选地，偏角确定模块804还用于，根据所述差路相关峰值与所述和路相关峰值的比值，确定所述相控阵天线发出的波束与所述目标方向之间的所述目标偏角。

可选地，相关运算模块803还用于对所述和路复数信号与所述本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到和路卷积结果，将所述和路卷积结果的最大值作为所述和路相关峰值；对所述差路复数信号与所述本地复数信号的共轭进行卷积运算，得到差路卷积结果，将所述差路卷积结果的最大值作为所述差路相关峰值。

可选地，该相控阵天线测角装置还包括偏角修正模块805，用于对所述和路复数信号和所述差路复数信号进行互相关运算，得到和差相关峰值；根据所述和差相关峰值，修正所述目标偏角，得到修正后的所述目标偏角。

可选地，偏角修正模块805还用于当所述和差相关峰指示所述差路信号的相位超前于所述和路信号的相位90度时，将所述目标偏角的符号修正为负号；或者，当所述和差相关峰指示所述差路信号的相位滞后与所述和路信号的相位90度时，将所述目标偏角的符号修正为正号。

需要说明的是：上述实施例提供的相控阵天线测角装置进行测角时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的相控阵天线测角装置与相控阵天线测角方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本公开实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时也可以有另外的划分方式，另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成为一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

该集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是个人计算机，手机，或者通信设备等)或处理器(processor)执行本公开各个实施例该方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图9是本公开实施例提供的计算机设备的结构示意图。如图9所示，该计算机设备900包括：处理器901和存储器902。

处理器901可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器901可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器901也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器901可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器901还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器902可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器902还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器902中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器901所执行以实现本公开实施例中提供的相控阵天线测角方法。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构并不构成对计算机设备900的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由计算机设备的处理器执行时，使得计算机设备能够执行本公开实施例中提供的相控阵天线测角方法。

本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本公开实施例中提供的相控阵天线测角方法。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。