[发明专利]波达角测量方法、信号处理设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种波达角测量方法、设备及存储介质，方法包括：获取各接收阵元在将接收的包含目标回波信号的所有回波信号转换后输出的数字信号，并根据数字信号构建观测数据矩阵；根据观测数据矩阵，获得噪声子空间和目标回波散射系数矩阵，并根据噪声子空间，计算MUSIC空间谱；根据MUSIC空间谱和目标回波散射系数矩阵，获得MUSIC空间谱加权稀疏代价函数，并对MUSIC空间谱加权稀疏代价函数进行约束优化，获得稀疏解；根据稀疏解，获得各方位角度频谱估计值，并从各方位角度频谱估计值中，选取大于等于预设阈值的频谱估计值对应的方位角度作为目标的波达角。本发明解决了基于MUSIC算法测量波达角的精确度低的技术问题。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及波达角测量方法、信号处理设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目标的角度测量问题在很多领域具有重要应用意义，例如雷达、通信、声纳等应用领域。现有采用基于MUSIC(Multiple Signal classification，多信号分类)算法进行目标波达角测量的方法能够实现超分辨，但是此类方法在目标回波相干度较高时，测角精确度低。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种波达角测量方法、信号处理设备及计算机可读存储介质，旨在解决基于MUSIC算法测量波达角的精确度低的技术问题。

获取各接收阵元在将接收的包含目标回波信号的所有回波信号转换后输出的数字信号，并根据数字信号构建观测数据矩阵；

根据观测数据矩阵，获得噪声子空间和目标回波散射系数矩阵，并根据噪声子空间，计算MUSIC空间谱；

根据MUSIC空间谱和目标回波散射系数矩阵，获得MUSIC空间谱加权稀疏代价函数，并对MUSIC空间谱加权稀疏代价函数进行约束优化，获得稀疏解；

根据稀疏解，获得各方位角度频谱估计值，并从各方位角度频谱估计值中，选取大于等于预设阈值的频谱估计值对应的方位角度作为目标的波达角。

可选地，所述根据数字信号构建观测数据矩阵的步骤包括：

根据预设的快拍时间样本数K，从各接收阵元输出的数字信号中同步采集K个数字信号；

根据同步采集到的各个接收阵元的输出数字信号中的K个数字信号，构建观测数据矩阵其中ymk为在第K个快拍时间内采集到第m个接收阵元的输出数字信号，m＝1,2...M，k＝1,2...K。

可选地，所述根据数字信号构建观测数据矩阵的步骤之后还包括：

将探测角度均分成N个方位角度，以获得方位角度集合{θ_n}，其中N≥2，n＝1，2，...N；

设定任一接收阵元位置为坐标原点，获得各接收阵元的位置坐标R_m＝(r_m1，r_m2)，其中m＝1，2，...M；

根据获得的方位角度集合{θ_n}、接收阵元的位置坐标R_m以及公式计算出方位角度θn的回波信号到达坐标原点的接收阵元和非坐标原点的第m个阵元之间的时间差其中n＝1，2..N，m＝2，3...M，c₀为光速；

根据时间差构建过完备基矩阵A＝[a(θ₁)，...a(θ_n)...，a(θ_N)]∈C^M×N，其中为各方位角度的信号导向矢量，f为发射的毫米波频率；

所述根据观测数据矩阵，获得噪声子空间和目标回波散射系数矩阵，并根据噪声子空间，计算MUSIC空间谱的步骤包括：