[发明专利]一种二维交叉阵列方位角俯仰角解耦合方法

说明书

一种二维交叉阵列方位角俯仰角解耦合方法，利用交叉阵元接收数据的干涉相位差求解目标俯仰角，根据俯仰角产生的相位对数据进行补偿，对补偿后的数据利用一维测角算法计算得到目标方位角。本发明计算量小且增加测角不模糊范围，为毫米波车载雷达测量角度提供新思路，适用于提高毫米波车载雷达测角实时性和增加视场范围。

技术领域

本发明涉及毫米波车载雷达技术领域，尤其涉及一种基于差分相位补偿的二维交叉阵列方位角俯仰角解耦合方法。

背景技术

毫米波车载雷达是自动驾驶的主力传感器，对提高交通安全具有十分重要的作用，其相比激光雷达具有不受天气影响、成本低等优点。DOA(来波方向)估计是毫米波车载雷达的主要功能之一，测角不模糊范围和测角处理的实时性是毫米波车载雷达的两个关键技术指标。

目前主要的二维DOA估计方法有两大类，一类是子空间类算法，该类算法的前提条件是信号非相干，但在车载雷达实际应用中，由于信号反射等很难保证接收信号非相干；另一类是角度搜索类方法，如波束形成方法，利用该类方法估计目标方位角、俯仰角，需要进行二维角度搜索，数据处理时间相对较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维交叉阵列方位角俯仰角解耦合方法，计算量小且增加测角不模糊范围，为毫米波车载雷达测量角度提供新思路，适用于提高毫米波车载雷达测角实时性和增加视场范围。

为了达到上述目的，本发明提供一种二维交叉阵列方位角俯仰角解耦合方法，包含以下步骤：

步骤S1、利用交叉阵元接收数据的干涉相位差求解目标俯仰角；

步骤S2、根据俯仰角产生的相位对数据进行补偿；

步骤S3、对补偿后的数据利用一维测角算法计算得到目标方位角。

所述步骤S1中，目标俯仰角为：

其中，θ_e是目标俯仰角，二维交叉阵列的两行阵列均为均匀阵，设俯仰向阵元间距为d_e，阵元2与阵元1的方位向位置差等于阵元3与阵元2的方位向位置差，且均为d_a，依次类推；

以原点O为参考点，则各阵元接收数据的相位为：

…

其中，θ_e、θ_a分别为目标的俯仰角和方位角；

序号i为奇数的阵元接收数据表达式为：

序号i为偶数的阵元接收数据表达式为：

阵元1和阵元2的相位差为：

阵元3和阵元2的相位差为：

可得：

对多组数据求均值后再计算俯仰角。

所述步骤S2中，对各阵元接收数据进行补偿去掉目标俯仰角引起的相位，补偿后数据的相位为：

…