雷达信号处理方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及雷达通信技术领域,尤其设及一种雷达信号处理方法和装置。
【背景技术】
[0002] 雷达工作时常需要测量目标的Ξ个坐标值:距离、方位角和俯仰角,通常的监视雷 达只能测量距离和方位角信息,也就是两坐标雷达,他们需要其他的测高手段相配合,才能 获取仰角信息,普遍存在的缺点是测量过程复杂、缓慢,可W容纳的目标数量较少,测量精 度不高,难W适应空中目标高速度高密度出现时对雷达测量的要求。Ξ坐标雷达相对于两 坐标雷达最达的特点就是无需辅助手段就能够获取目标的仰角信息,同时具有较高的测量 精度和分辨能力。Ξ坐标雷达普遍采用方位机械转动结合俯仰相扫的方式来实现大空域的 覆盖,通过全自动测角的方式获取角度,具体的方法主要采用单脉冲振幅和差比幅测角。
[0003] 利用单脉冲振幅和差比幅测角需要将雷达天线阵面划分成多个部分,阵面所有单 元接收的信号经移相后相加形成和路信号,左右两部分天线的信号相减形成方位差信号, 用于计算目标在水平方向偏离天线阵面法线方向的角度大小,上下两部分天线信号相减形 成俯仰差信号,用于计算目标在俯仰方向偏离波束中屯、指向的角度,此方法天线阵面设计 较复杂,而且后续在确定测量目标的坐标值时,无论是对方位角还是俯仰角进行计算时,信 息处理量都非常大。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种雷达信号处理方法和装置,用W解决现有技术中在对测量目标位 置进行定位计算时信息处理量大的问题。
[0005] 本发明一方面提供一种雷达信号处理方法,包括:
[0006] 获取Μ次的和路信号,每次的和路信号按照接收时间的先后顺序,分成N个时间单 元,其中,Μ为雷达发射次数;
[0007] 在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号;
[0008] 对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间单元;
[0009] 获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。
[0010] 进一步的,对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时 间单元,具体包括:
[0011] 按照时间先后顺序,依次对相同时间单元上的Μ次和路信号进行快速傅里叶变换, 获得一个Μ X Ν的第一复数矩阵;
[0012] 对第一复数矩阵各位置上的数据求模值,获得一个Μ X Ν的第一实数矩阵;
[0013] 对第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在目标的特定时间单元。
[0014] 进一步的,在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号,还包 括:获取俯仰差信号;
[0015] 获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角还包括:
[0016] 获取特定时间单元所对应的俯仰差信号,计算获得俯仰角。
[0017] 进一步的,对第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在目标的特定时间单元,还包 括:
[0018] 获取目标在第一实数矩阵中的行号F和特定时间单元的Μ个和路信号。
[0019] 进一步的,在获取目标在第一实数矩阵中的行号F和特定时间单元的Μ个和路信号 之后,获取特定时间单元所对应的方位差信号之前,还包括:
[0020] 若方位差信号与和路信号的前半个周期同步,则对Μ个和路信号的前Μ/2个和路信 号进行进行快速傅里叶变换,若方位差信号与和路信号的后半个周期同步,则对Μ个和路信 号的后1/^2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得^乂1的第二复数矩阵; 么
[0021] 对第二复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个-X 1的第二实数矩阵;
[0022] 比较第二实数矩阵中(^,1)、和(^ + 1)1位置上的值,取最大值所在的行 去么 Μ 号作为枯位和,其中,(^,1)素示第二实数矩阵中的第^行,第1列; L Λ
[0023] 获取第二复数矩阵中(F方廚η, 1)位置上数据信息,数据信息包括实部I方位和和虚部 斯?和,其中,(切位和,1)表示第二复数矩阵中的第切?柄于,第1列。
[0024] 进一步的,获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角,具体包括:
[0025] 获取特定时间单元所对应的方位差信号,并进行快速傅里叶变换,获得一个 XI的第Ξ复数矩阵;
[00%]获取第Ξ复数矩阵中(F方廚η, 1)位置上数据信息,数据信息包括实部I劝盛和虚部 斯檔,其中,(F方細,1)表示第S复数矩阵中的第!^巧府,第巧U;
[0027]根据
的值查找和差比幅表,获得目标偏离天线中屯、的角度信息Θλ,其 中,f方細=油8 ( 1方巧片占'*嚇細),f方盛=油8 ( I方j*嚇盛);
[002引获取当前转台的角度信息目賴,计算S1 = I施:和X I施針0施:和X始禮,若S1〉0,则方位 角白施=目糖+目Δ,若S1 <0,则目施=目糖-白Δ。
[0029] 进一步的,在获取目标在第一实数矩阵中的行号F和特定时间单元的Μ个和路信号 之后,获取特定时间单元所对应的方位差信号之前,还包括:
[0030] 若俯仰差信号与和路信号的前半个周期同步,则对1个和路信号的前1/^2个和路信 号进行进行快速傅里叶变换,若俯仰差信号与和路信号的后半个周期同步,则对Μ个和路信 号的后1/^2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得^ X 1的第四复数矩阵;
[0031] 对第四复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个^ XI的第四实数矩阵;
[003^ 比较第四实数矩阵中(|^1)、(|^-1,1)和(|^+1)位置上的值,取最大值所在的行 号作为F佩嘛,其中,(^,1)隶示第二实数矩阵中的第^行第1列;
[0033] 获取第二复数矩阵中(F佩咖,1)位置上数据信息,数据信息包括实部I佩咖和虚部 Qtffl嘛,其中,(F佩嘛,1)表示第二复数矩阵中的第Fiffl嘛府第1列。
[0034] 进一步的,获取特定时间单元所对应的俯仰差信号,计算获得俯仰角,具体包括:
[0035] 获取特定时间单元所对应的俯仰差信号,并进行快速傅里叶变换,获得一个 的第五复数矩阵;
[0036] 获取第五复数矩阵中(F佩咖,1)位置上数据信息,数据信息包括实部I佩瞻和虚部 Qlffl階,其中,(F佩嘛,1)表不第五复数矩阵中的第?佩嘛行,第1列;
[0037] 根据俯仰和差比幅值
的值查找和差比幅表,获得俯仰偏离角δΛ,其 中,f佩嘛]=abs (I佩嘛片嘛),f佩階=abs (I佩階f 階);
[003引获取前波束的指向角度信息5減,计算S2 = I佩嘛日X I佩階咖X Qm階,若S2〉0,则俯 仰角δ佩巾=8減+5 Δ,若S2<0,则δ佩巾=8減-8 Δ。
[0039] 本发明另一方面提供一种雷达信号处理装置,包括:
[0040] 和路信号获取模块,用于获取Μ次的和路信号,每次的和路信号按照接收时间的先 后顺序,分成Ν个时间单元,其中,Μ为雷达发射次数;
[0041] 方位差信号获取模块,用于在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取 方位差信号;
[0042] 特定时间单元获取模块,用于对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获取 存在目标的特定时间单元;
[0043] 方位角获取模块,用于获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。
[0044] 进一步的,特定时间单元获取模块,具体包括:
[0045] 第一特定时间单元获取子模块,用于按照时间先后顺序,依次对相同时间单元上 的Μ次和路信号进行快速傅里叶变换,获得一个MX Ν的第一复数矩阵;
[0046] 第二特定时间单元获取子模块,用于对第一复数矩阵各位置上的数据求模值,形 成一个MX N的第一实数矩阵;
[0047] 第Ξ特定时间单元获取子模块,用于对第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在 目标的特定时间单元。
[004引本发明提供的雷达信号处理方法和装置,通过获取Μ次的和路信号,并将每次的和 路信号按照接收时间的先后顺序分成Ν个时间单元,在每次获取和路信号的前半个或后半 个周期内,获取方位差信号,然后对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目 标的特定时间单元,最后根据特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角,由于根 据和路信号的检测结果对应处理方位差信号,只需对和路信号进行一次遍历即可,大大减 小了信息处理量,提高了对检测目标进行定位的速度。
【附图说明】
[0049]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0050] 图1为根据本发明实施例一的雷达信号处理方法的流程示意图;
[0051] 图2为实施例一中的Μ次的各N个时间单元的矩阵数据位置排列图;
[0052] 图3为根据本发明实施例二的雷达信号处理方法的流程示意图;
[0053] 图4为根据本发明实施例Ξ的雷达信号处理方法的流程示意图;
[0054] 图5为根据本发明实施例四的雷达信号处理装置的一结构示意图;
[0055] 图6为根据本发明实施例四的雷达信号处理装置的另一结构示意图。
[0056] 在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0057] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[005引实施例一
[0059] 本实施例的执行主体为雷达信号处理装置。
[0060] 图1为根据本发明实施例一的雷达信号处理方法的流程示意图,如图1所示,本实 施例提供一种雷达信号处理方法,包括:
[0061] 步骤101,获取Μ次的和路信号,每次的和路信号按照接收时间的先后顺序,分成Ν 个时间单元,其中,Μ为雷达发射次数。
[0062] 具体的,和路信号是雷达整个有效天线阵面获取的目标回波信息,用于获取目标 的距离、速度、和路信号强度等信息。每一次雷达发射之后获取的和路信号,按照接收的时 间先后顺序,分成Ν个时间单元,每个时间单元对应不同的距离信息,其关系如下:
[006;3] s = 0.15*n*At
[0064] S为距离,单位为km,n为时间单元顺序号(l<n<N),At为时间单元宽度,单位为 微秒。
[0065] Μ为雷达发射次数,M = 2m,m为自然数。
[0066] 步骤102,在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号。
[0067] 具体的,每一次雷达发射之后在获取的和路信号的同时也能获取到方位差信号, 可在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号,即方位差信号的周期 为和路信号的周期的一半。
[0068] 步骤103,对Μ次的各N个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间 单元。
[0069] 具体的,Μ次的各Ν个时间单元的和路信号组成一个ΜΧΝ的矩阵,如图2所示,图2为 Μ次的各Ν个时间单元的矩阵数据位置排列图,其中,列表示相同的时间单元获取到的和路 信号,行表示同一次雷达发射中获取到的和路信号,对ΜΧΝ的和路信号进行遍历计算,W对 目标进行检测,当在某一位置检测到目标时,获取该位置的列号,该列号就是存在目标的特 定时间单元,如若检测到目标的位置所在列为5,那么特定时间单元就为5。
[0070] 步骤104,获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。
[0071] 具体的,由于方位差信号的周期为和路信号的周期的一半,所W特定时间单元所 Μ Μ 对应的方位差信号只有γ个数据,根据方位差信号中的运γ个数据,计算获得方位角。
[0072] 本发明提供的雷达信号处理方法,通过获取Μ次的和路信号,并将每次的和路信号 按照接收时间的先后顺序分成N个时间单元,在每次获取和路信号的前半个或后半个周期 内,获取方位差信号,然后对Μ次的各N个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特 定时间单元,最后根据特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角,由于根据和路 信号的检测结果对应处理方位差信号,即直接对对应特定时间单元的方位差信号进行计 算,只需对和路信号进行一次遍历即可,大大减小了信息处理量,提高了对检测目标进行定 位的速度。
[0073] 实施例二
[0074] 本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。
[0075] 图3为根据本发明实施例二的雷达信号处理方法的流程示意图,如图3所示,本实 施例提供一种雷达信号处理方法,包括:
[0076] 步骤201,获取Μ次的和路信号,每次的和路信号按照接收时间的先后顺序,分成Ν 个时间单元,其中,Μ为雷达发射次数。
[0077] 步骤202,在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号。
[0078] 步骤201-步骤202与实施例一中的步骤101-步骤102-致,具体可参见实施例一中 相应的描述,在此不做寶述。
[0079] 步骤203,对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间 单元。
[0080] 进一步的,步骤203具体包括:
[0081] 步骤2031,按照时间先后顺序,依次对相同时间单元上的Μ次和路信号进行快速傅 里叶变换,获得一个Μ X Ν的第一复数矩阵。
[0082] 假设Μ次Ν个时间单元的和路信号所组成的矩阵中第m行,第η列位置上的数据为S (m,η),其中(1^含M,1如如),则对第η个时间单元上的快速傅里叶变换算法为:
[0083]
[0084] X(k,n)即为第η个时间单元,第k个多普勒滤波器输出信息,共有Μ个多普勒滤波 器。快速傅里叶变换后形成的一个Μ*Ν的第一复数矩阵,第一复数矩阵中第k行,第η列位置 上的数据为X化,η)。
[0085] 步骤2032,对第一复数矩阵各位置上的数据求模值,获得一个ΜΧΝ的第一实数矩 阵。
[0086] 依次对各位置上的数据求模值,获得一个Μ X Ν的第一实数矩阵,第一实数矩阵中 第k行,第η列位置上的数据为A化,η)。
[0087] 步骤2033,对第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在目标的特定时间单元。
[0088] 具体的,由于只需要对运动目标进行检查,因此可通过消除固定目标的和路信号 来减少计算量,例如对序号较低的多普勒通道置零,一般可将多普勒第1、2、3通道置零,具 体可根据实际情况进行设置,在此不做限定。
[0089] 对个ΜΧΝ的第一实数矩阵进行多普勒维和时间维的恒虚警检测。依次对第一实数 矩阵中每一个位置上的数据,分别取其时间维左右两端的信号Ρ个数据作为参考单元,Ρ的 取值一般为8-32,并留出一定的保护单元,一般为1-4个,计算出左右参考口限TL和TR,根据 左右参考口限TL和TR,获得参考基准Ttime,在多普勒维采用相似的处理,获得参考基准丫 dop, 若该位置上数据A(k,n)大于参考基准Ttime或参考基准丫 dup与控制参数(通过外部控制输 入)的乘积,则认为该位置上存在目标,并根据数据A(k,n)在第一实数矩阵中的位置,获取 该目标的距离通道曲(1 < 0和< N)和多普勒通道序号时(1 <时< M),距离通道D和就是特定时 间单元,获取特定时间单元的Μ个原始数据,即Μ个S(m,n),其中mE[l ,Μ],n = D和。
[0090] 进一步的,步骤2033还包括,获取目标在第一实数矩阵中的行号F和特定时间单元 的Μ个和路信号。
[0091] 具体的,行号F即表示第F个多普勒通道,此处获取目标在第一实数矩阵中的行号F 和特定时间单元的Μ个和路信号是为了后续的计算做准备。
[0092] 进一步的,步骤203还包括:
[0093] 步骤2034,若方位差信号与和路信号的前半个周期同步,则对Μ个和路信号的前Μ/ 2个和路信号进行进行快速傅里叶变换,若方位差信号与和路信号的后半个周期同步,则对 1个和路信号的后1/^2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得^ X 1的第二复数矩阵; 玉
[0094] 对第二复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个^ XI的第二实数矩阵;
[0095] 比较第二实数矩阵中(|·,Ι)、和(1^ + 1)'位置上的值,取最大值所在的行 号作为枯位和,其中,(1^,巧表示第二实数矩阵中的第!行第1列;
[0096] 获取第二复数矩阵中(F方廚η, 1)位置上数据信息,数据信息包括实部I方位和和虚部 斯?和,其中,(切位亂1)表示第二复数矩阵中的第切行第1列。
[0097] 具体的,特定时间单元的和路信号为Μ XI的矩阵,对应方位差信号的部分为 Μ ^ Χ?的矩阵,若方位差信号与和路信号的前半个周期同步,则对Μ个和路信号的前Μ/2个 和路信号进行进行快速傅里叶变换,若方位差信号与和路信号的后半个周期同步,则对Μ个 Μ 和路信号的后Μ/2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得Υ X 1的第二复数矩阵,然后对第 二复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个^ X 1的第二实数矩阵;比较第二实数矩阵 中备Ij、:(奋-Ι,"郝峰+。位置上的值,取最大值所在的行号作为F劝飾,早1读示第 厶左' '厶' 厶\ 二实数矩阵中的第行第1列,(^·Ι,1):表示第二实数矩阵中的第^-1行第1列,("^ + 1 1) 表示第二实数矩阵中的第1^+1行第1列。若F的值为5,那么的值为2,此时比较第二实数 矩阵中(2,1)、(1,1)和(3,1)位置上的值,若(2,1)位置上的值最大,则!^立和的值取(2,1)所 在的行号,即2为切位和的值。然后获取第二复数矩阵中(2,1)位置上数据信息,数据信息包括 头部I方樹η和虚部始御]D获取的头部I方樹η和虚部始御]用于后续计算方位角。
[0098] 步骤204,获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。
[0099] 进一步的,步骤204具体包括:
[0100] 获取特定时间单元所对应的方位差信号,并进行快速傅里叶变换,获得一个 的第Ξ复数矩阵;
[0101] 获取第Ξ复数矩阵中(F方廚η, 1)位置上数据信息,数据信息包括实部I劝盛和虚部 0??差,其中,(切位和,1)表示第Ξ复数矩阵中的第切府第1列;
[0102] 根巧
的值查找和差比幅表,获得目标偏离天线中屯、的角度信息Θλ,其 中,f方細=油8 ( I綱* J*嚇細),f方盛=油8 ( I方教J*嚇盛);[0103] 获取当前转台的角度信息Θ賴,计算S1 = I施:和X I施針始御X始禮,若S1〉0,则方位 角白施=目糖+目Δ,若S1 <0,则目施=目糖-白Δ。
[0104] 具体的,由于步骤2033中已经获得了存在目标的特定时间单元,此时对方位差信 号进行计算时不需要再次遍历方位差信号,直接对特定时间单元所对应的方位差信号进行 计算即可,获得一个X I的第Ξ复数矩阵,然后获取第Ξ复数矩阵中(F施亂1)位置上数 据信息,数据信息包括实部I方盛和虚部0?垃差,此处的切即步骤2034中计算得到的,若切位和 为2,则取第Ξ复数矩阵位置为(2,1)上的数据信息,获取数据信息的实部I力禮和虚部始搭I, 用于计算方位角。
[0105] 本发明提供的雷达信号处理方法,由于根据和路信号的检测结果对应处理方位差 信号,即根据获取的特定时间单元直接对方位差信号进行计算,只需对和路信号进行一次 遍历即可,大大减小了信息处理量,提高了对检测目标进行定位的速度。
[0106] 实施例Ξ
[0107] 本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。
[0108] 图4为根据本发明实施例二的雷达信号处理方法的流程示意图,如图4所示,本实 施例提供一种雷达信号处理方法,包括:
[0109] 步骤301,获取Μ次的和路信号,每次的和路信号按照接收时间的先后顺序,分成Ν 个时间单元,其中,Μ为雷达发射次数。
[0110] 本步骤与实施例一中的步骤101-致,具体可参见实施例一中相应的描述,在此不 做寶述。
[0111] 步骤302,在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号。
[0112] 进一步的,步骤302还包括:在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取 俯仰差信号;
[0113] 具体的,方位差信号和俯仰差信号可均在和路信号的前半个周期内获取,也可均 在和路信号的后半个周期内获取,还可一个在和路信号的前半个周期内获取,另一个在和 路信号的后半个周期内获取,优选的,为了节省了雷达硬件成本,可对方位差信号和俯仰差 信号采用通道时分复用的方法,使方位差信号占用和路信号的前半个周期,俯仰差信号占 用和路信号的后半个周期,或者俯仰差信号占用和路信号的前半个周期,方位差信号占用 和路信号的后半个周期,运样可W只用两通道的射频传输通道实现Ξ通道传输及处理的效 果。
[0114]步骤303,对Μ次的各N个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间 单元。
[0115] 进一步的,步骤303具体包括:
[0116] 步骤3031,按照时间先后顺序,依次对相同时间单元上的Μ次和路信号进行快速傅 里叶变换,获得一个Μ X Ν的第一复数矩阵。
[0117] 步骤3032,对第一复数矩阵各位置上的数据求模值,获得一个ΜΧΝ的第一实数矩 阵。
[0118] 步骤3033,对第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在目标的特定时间单元。
[0119] 进一步的,步骤3033还包括,获取目标在第一实数矩阵中的行号F和特定时间单元 的Μ个和路信号。
[0120] 步骤3034,若方位差信号与和路信号的前半个周期同步,则对Μ个和路信号的前Μ/ 2个和路信号进行进行快速傅里叶变换,若方位差信号与和路信号的后半个周期同步,则对 1个和路信号的后1/^2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得^ X 1的第二复数矩阵;
[0121] 对第二复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个的第二实数矩阵;
[0122] 比较第二实数矩阵中(^,巧、(^-1,巧和+ 位置上的值,取最大值所在的行 '么厶 厶 号作为F方細,其中,(^,1)萊示第二实数矩阵中的第^行第1列; 厶 厶
[0123] 获取第二复数矩阵中(F方廚η, 1)位置上数据信息,数据信息包括实部I方位和和虚部 斯?和,其中,(切位亂1)表示第二复数矩阵中的第切行第1列。
[0124] 步骤3031-步骤3034与实施例一中的步骤2031-步骤2034-致,具体可参见实施例 二中相应的描述,在此不做寶述。
[01巧]进一步的,步骤303还包括:
[0126] 步骤3035,若俯仰差信号与和路信号的前半个周期同步,则对Μ个和路信号的前Μ/ 2个和路信号进行进行快速傅里叶变换,若俯仰差信号与和路信号的后半个周期同步,则对 1个和路信号的后1/^2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得^ X 1的第四复数矩阵;
[0127] 对第四复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个^ XI的第四实数矩阵;
[012引比较第四实数矩阵中(1^-1 1)和(^ + 1>位置上的值,取最大值所在的行 号作为Fiffl嘛,其中,(^ .1)素示第二实数矩阵中的第·^行,第1列; Σ ,2
[0129] 获取第二复数矩阵中(F佩嘛],1)位置上数据信息,数据信息包括实部I佩嘛]和虚部 Qlffl嘛,其中,(F佩嘛,1)表不第二复数矩阵中的第?佩嘛行第1列。
[0130] 具体的,特定时间单元的和路信号为Μ XI的矩阵,对应俯仰差信号的部分为 Μ ^ X 1的矩阵,若俯仰差信号与和路信号的前半个周期同步,则对Μ个和路信号的前Μ/^2个 么' 和路信号进行进行快速傅里叶变换,若俯仰差信号与和路信号的后半个周期同步,则对Μ个 和路信号的后Μ/2个和路信号进行快速傅里叶变换,获得^ X 1的第二复数矩阵,然后对第 二复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个^ X I的第二实数矩阵;比较第二实数矩阵 2 中语,"、郝每+1>位置上的值,取最大值所在的行号作为F佩咖,(;'1域示第 二实数矩阵中的第行第1列,表示第二实数矩阵中的第^-1行第1列, 表示第二实数矩阵中的第1^+1行第1列。若F的值为5,那么^的值为2,此时比较第二实数 矩阵中(2,1)、(1,1)和(3,1)位置上的值,若(2,1)位置上的值最大,则!%咖的值取(2,1)所 在的行号,即2为F佩嘛的值。然后获取第二复数矩阵中(2,1)位置上数据信息,数据信息包括 实部I佩嘛]和虚部Qlffl嘛。获取的实部I佩嘛和虚部Qtffl嘛用于后续计算俯仰角。
[0131] 步骤304,获取特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。
[0132] 进一步的,获取特定时间单元所对应的俯仰差信号,计算获得俯仰角。
[0133] 进一步的,本步骤具体包括:
[0134] 获取特定时间单元所对应的俯仰差信号,并进行快速傅里叶变换,获得一个 XI的第五复数矩阵;
[0135] 获取第五复数矩阵中(F佩咖,1)位置上数据信息,数据信息包括实部I佩瞻和虚部 0?!階,其中,(F佩嘛η,1)表示第五复数矩阵中的第1%嘛府,第巧!J;
[0136] 根据俯仰和差比幅值
的值查找和差比幅表,获得俯仰偏离角δΛ,其 中,f佩嘛]=abs (I佩嘛片嘛),f佩階=abs (I佩階f 階);
[0137] 获取前波束的指向角度信息5減,计算S2 = I佩嘛日X I佩階咖X Qm階,若S2〉0,则俯 仰角δ佩巾=8減+5 Δ,若S2<0,则δ佩巾=8減-8 Δ。
[0138] 具体的,由于步骤3033中已经获得了存在目标的特定时间单元,此时对俯仰差信 号进行计算时不需要再次遍历俯仰差信号,直接对特定时间单元所对应的俯仰差信号进行 计算即可,获得一个^ XI的第五复数矩阵,然后获取第五复数矩阵中(F佩咖,1)位置上的 数据信息,数据信息包括实部I佩嘛]和虚部Q佩嘛],此处的F佩嘛]即步骤3035中计算得到的,若 F佩咖为2,则取第五复数矩阵位置为(2,1)上的数据信息,获取数据信息的实部I佩咖和虚部 Qpww,用于计算俯仰角。
[0139] 在获取到特定时间单元后,可根据特定时间单元所对应的俯仰差信号,计算获得 俯仰角,由于根据和路信号的检测结果对应处理俯仰差信号,即直接对特定时间单元对应 的俯仰差信号进行计算,大大减小了信息处理量。
[0140] 本发明提供的雷达信号处理方法,由于根据和路信号的检测结果对应处理方位差 信号和俯仰差信号,即根据获取的特定时间单元直接对方位差信号和俯仰差信号进行计 算,只需对和路信号进行一次遍历,就可同时求得方位角和俯仰角,大大减小了信息处理 量,提高了对检测目标进行定位的速度。
[0141] 实施例四
[0142] 本实施例是与实施例一对应的装置实施例。
[0143] 图5为根据本发明实施例四的雷达信号处理装置的一结构示意图,如图5所示,本 实施例提供一种雷达信号处理装置,包括和路信号获取模块401、方位差信号获取模块402、 特定时间单元获取模块403和方位角获取模块404。
[0144] 和路信号获取模块401,用于获取Μ次的和路信号,每次的和路信号按照接收时间 的先后顺序,分成Ν个时间单元,其中,Μ为雷达发射次数。
[0145] 方位差信号获取模块402,用于在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获 取方位差信号。
[0146] 特定时间单元获取模块403,用于对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获 取存在目标的特定时间单元。
[0147] 方位角获取模块404,用于获取特定时间单元所对应的方位差信
号,计算获得方位 角。
[0148] 本实施例是与实施例一对应的装置实施例,具体可参见实施例一中的记载,在此 不再寶述。
[0149] 本发明提供的雷达信号处理装置,通过和路信号获取模块401获取Μ次的和路信 号,并将每次的和路信号按照接收时间的先后顺序分成Ν个时间单元,然后通过方位差信号 获取模块402在每次获取和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号,再通过特定 时间单元获取模块403对Μ次的各Ν个时间单元的和路信号进行遍历,获取存在目标的特定 时间单元,最后根据特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角,由于由方位角获 取模块404根据和路信号的检测结果对应处理方位差信号,即直接对对应特定时间单元的 方位差信号进行计算,只需对和路信号进行一次遍历即可,大大减小了信息处理量,提高了 对检测目标进行定位的速度。
[0150] 进一步的,图6为根据本发明实施例四的雷达信号处理装置的另一结构示意图,如 图6所示,特定时间单元获取模块403具体包括:第一特定时间单元获取子模块4031、第二特 定时间单元获取子模块4032和第Ξ特定时间单元获取子模块4033。
[0151] 第一特定时间单元获取子模块4031,用于按照时间先后顺序,依次对相同时间单 元上的Μ次和路信号进行快速傅里叶变换,获得一个ΜΧΝ的第一复数矩阵;
[0152] 第二特定时间单元获取子模块4032,用于对第一复数矩阵各位置上的数据求模 值,形成一个Μ X Ν的第一实数矩阵;
[0153] 第Ξ特定时间单元获取子模块4033,用于对第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取 存在目标的特定时间单元。
[0154] 通过对Μ次的Ν个时间单元上的和路信号进行快速傅里叶变换,然后求取模值获得 第一实数矩阵,再对第一实数矩阵进行恒虚警检测,W此来获得存在目标的特定时间单元 用于后续计算,w减少获取方位角和俯仰角的计算量,提高目标位置定位速度。
[0155]虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况 下,可W对其进行各种改进并且可W用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲 突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可W任意方式组合起来。本发明并不局限于文 中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【主权项】
1. 一种雷达信号处理方法,其特征在于,包括: 获取M次的和路信号,每次的所述和路信号按照接收时间的先后顺序,分成N个时间单 元,其中,M为雷达发射次数; 在每次获取所述和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号; 对M次的各N个时间单元的所述和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间单元; 获取所述特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。2. 根据权利要求1所述的雷达信号处理方法,其特征在于,所述对M次的各N个时间单元 的所述和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间单元,具体包括: 按照时间先后顺序,依次对相同时间单元上的M次和路信号进行快速傅里叶变换,获得 一个M X N的第一复数矩阵; 对所述第一复数矩阵各位置上的数据求模值,获得一个M X N的第一实数矩阵; 对所述第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在目标的所述特定时间单元。3. 根据权利要求2所述的雷达信号处理方法,其特征在于,在每次获取所述和路信号的 前半个或后半个周期内,获取方位差信号,还包括:获取俯仰差信号; 所述获取所述特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角还包括: 获取所述特定时间单元所对应的俯仰差信号,计算获得俯仰角。4. 根据权利要求3所述的雷达信号处理方法,其特征在于,对所述第一实数矩阵进行恒 虚警检测,获取存在目标的所述特定时间单元,还包括: 获取所述目标在所述第一实数矩阵中的行号F和所述特定时间单元的M个和路信号。5. 根据权利要求4所述的雷达信号处理方法,其特征在于,在所述获取所述目标在所述 第一实数矩阵中的行号F和所述特定时间单元的M个和路信号之后,获取所述特定时间单元 所对应的方位差信号之前,还包括: 若所述方位差信号与所述和路信号的前半个周期同步,则对所述M个和路信号的前M/2 个所述和路信号进行进行快速傅里叶变换,若所述方位差信号与所述和路信号的后半个周 期同步,则对所述M个和路信号的后M/2个所述和路信号进行快速傅里叶变换,获得的第二复数矩阵; 对所述第二复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个的第二实数矩阵; 比较所述第二实数矩阵中位置上的值,取最大值所在的行 号作为Fm,其中,i表示所述第二实数矩阵中的第f行,第1列; 获取所述第二复数矩阵中和,1)位置上数据信息,所述数据信息包括实部bm和和虚 部〇5拉和,其中,(Fi_,1)表示所述第二复数矩阵中的第Fm行,第1列。6. 根据权利要求5所述的雷达信号处理方法,其特征在于,获取所述特定时间单元所对 应的方位差信号,计算获得方位角,具体包括: 获取所述特定时间单元所对应的所述方位差信号,并进行快速傅里叶变换,获得一个的第三复数矩阵; 获取所述第三复数矩阵中和,1)位置上数据信息,所述数据信息包括实部IM和虚 部,其中,(Fm,1)表示所述第三复数矩阵中的第Fi_行,第1列; 根据的值查找和差比幅表,获得所述目标偏离天线中心的角度信息Θα,其 中,:??(細=abs (I綱叶 ,:??(键=abs (I施差f 撞); 获取当前转台的角度信息9捲j,计算Sl = I施和XI施钟0??和X 0?撞,若S1 > O,则所述方位 角 0施=0捲j+0 Δ,若Sl〈〇,则 Θ施=Θ捲j-θ λ。7. 根据权利要求4-6任一所述的雷达信号处理方法,其特征在于,在获取所述目标在所 述第一实数矩阵中的行号F和所述特定时间单元的M个和路信号之后,获取所述特定时间单 元所对应的方位差信号之前,还包括: 若所述俯仰差信号与所述和路信号的前半个周期同步,则对所述M个和路信号的前Μ/2 个所述和路信号进行进行快速傅里叶变换,若所述俯仰差信号与所述和路信号的后半个周 期同步,则对所述M个和路信号的后Μ/2个所述和路信号进行快速傅里叶变换,获得的第四复数矩阵; 对所述第四复数矩阵各位置上的数据求模值,形成一个.的第四实数矩阵; 比较所述第四实数矩阵中位置上的值,取最大值所在的行号作为F?fWn,其中, 表示所述第二实数矩阵中的第#行第1列; L· 获取所述第二复数矩阵中(F備嘛,1)位置上数据信息,所述数据信息包括实部I備Wn和虚 部QfflWn,其中,(FffifWn,1)表示所述第二复数矩阵中的第FMWn行第1列。8. 根据权利要求7所述的雷达信号处理方法,其特征在于,获取所述特定时间单元所对 应的俯仰差信号,计算获得俯仰角,具体包括: 获取所述特定时间单元所对应的所述俯仰差信号,并进行快速傅里叶变换,获得一个的第五复数矩阵; 获取所述第五复数矩阵中(F備嘛,1)位置上数据信息,所述数据信息包括实部1娜嗟和虚 部0?!,其中,(FifflWn,1)表示所述第五复数矩阵中的第1¥#^行,第1列; 根据俯仰和差比幅值的值查找和差比幅表,获得俯仰偏离角S △,其中, abs (I備嘛叶 abs (I備喊 ; 获取前波束的指向角度信息3贼,计算S2 = I備嘛X I備r嗟+Q備嘛X 〇?瞻,若S2>0,则俯仰角 δ_= 5滅+5 Δ,若S2〈0,则5_= 5滅-5 Δ。9. 一种雷达信号处理装置,其特征在于,包括: 和路信号获取模块,用于获取M次的和路信号,每次的所述和路信号按照接收时间的先 后顺序,分成N个时间单元,其中,M为雷达发射次数; 方位差信号获取模块,用于在每次获取所述和路信号的前半个或后半个周期内,获取 方位差ig号; 特定时间单元获取模块,用于对M次的各N个时间单元的所述和路信号进行遍历,获取 存在目标的特定时间单元; 方位角获取模块,用于获取所述特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。10.根据权利要求9所述的雷达信号处理装置,其特征在于,特定时间单元获取模块,具 体包括: 第一特定时间单元获取子模块,用于按照时间先后顺序,依次对相同时间单元上的M次 和路信号进行快速傅里叶变换,获得一个M X N的第一复数矩阵; 第二特定时间单元获取子模块,用于对所述第一复数矩阵各位置上的数据求模值,形 成一个M X N的第一实数矩阵; 第三特定时间单元获取子模块,用于对所述第一实数矩阵进行恒虚警检测,获取存在 目标的所述特定时间单元。
【专利摘要】本发明提供的雷达信号处理方法和装置,其中方法包括:获取M次的和路信号,每次的所述和路信号按照接收时间的先后顺序,分成N个时间单元,其中,M为雷达发射次数;在每次获取所述和路信号的前半个或后半个周期内,获取方位差信号;对M次的各N个时间单元的所述和路信号进行遍历,获取存在目标的特定时间单元;获取所述特定时间单元所对应的方位差信号,计算获得方位角。本发明提供的雷达信号处理方法由于根据和路信号的检测结果对应处理方位差信号,只需对和路信号进行一次遍历即可,在计算获得方位角时大大减小了信息处理量,提高了对检测目标进行定位的速度。
【IPC分类】G01S7/41
【公开号】CN105487064
【申请号】CN201610005594
【发明人】李春林, 何明
【申请人】四川九洲电器集团有限责任公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月5日