[发明专利]一种毫米波雷达角度超分辨方法

权利要求书

1.一种毫米波雷达角度超分辨方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

对毫米波雷达回波信号进行ADC数据采集，得到采样数据；

对所述采样数据进行一维FFT处理，得到距离相序列，并处理得到第一信号协方差矩阵；

对所述第一信号协方差矩阵进行复共轭运算后与所述第一信号协方差矩阵进行相加，重构得到第二信号协方差矩阵；

对所述第二信号协方差矩阵进行奇异值分解，根据特征值向量将所述第二信号协方差矩阵分解为信号和噪声子空间矩阵，并求得权值向量；

利用所述权值向量重构噪声子空间矩阵，利用广义逆矩阵处理信号子空间矩阵；

利用所述子空间矩阵构成空间谱密度函数方程；

遍历角度寻找峰值以估算角度。

2.根据权利要求1所述的毫米波雷达角度超分辨方法,其特征在于，所述对所述第一信号协方差矩阵进行复共轭运算后与所述第一信号协方差矩阵进行相加，重构得到第二信号协方差矩阵的步骤包含以下计算过程：

所述第一信号协方差矩阵为R_XX，定义交换矩阵：

；

构造互协方差矩阵R_YY=J R_XX J^H, J^H为所述交换矩阵J的共轭转置,重构的第二信号协方差矩阵为：R=。

3.根据权利要求1所述的毫米波雷达角度超分辨方法,其特征在于，所述根据特征值向量将所述第二信号协方差矩阵分解为信号和噪声子空间矩阵，并求得权值向量的计算过程为：

对特征矩阵进行奇异值分解：R=USV，其中，S为特征值对角矩阵，U为特征值向量构成的矩阵，特征值由大到小排列为，对应的特征值向量为：U=(q₁,q₂...q_n)；

已知阵元数为n，信源数为m,取前m大的特征值构成信号子空间特征值对角矩阵： ，取后（n-m）大的特征值构成噪声子空间特征值对角矩阵：，信号子空间为对应的前m个特征向量扩展成的矩阵： =span(q₁...q_m)；噪声子空间为对应的后（n-m）个特征向量扩展成的矩阵： = span(q_m+1...q_n)；

噪声子空间对应的特征值向量为：，权值向量为：W=。

4.根据权利要求1或3任意一项所述的毫米波雷达角度超分辨方法,其特征在于，所述利用所述权值向量重构噪声子空间矩阵，利用广义逆矩阵处理信号子空间矩阵的计算步骤如下：

信号子空间对应的特征值向量如下：；

重构后的信号子空间矩阵为：；

重构后的噪声子空间矩阵为： ，其中是的共轭转置矩阵。

5.根据权利要求1所述的毫米波雷达角度超分辨方法,其特征在于，所述空间谱密度函数的计算步骤如下：

阵列导向矩阵为，则阵列导向矢量为：，为对应的角度系数；

谱密度函数为： ，其中是雷达视场里的角度，是的共轭转置。