[发明专利]一种信号到达角估计方法、装置及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种信号到达角估计方法、装置及计算机可读存储介质，该方法包括：对均匀圆阵天线接收的多路信号执行预处理，得到信号相位序列；确定该均匀圆阵天线对应于多个预设到达角的多个理想相位序列，其中根据相对于均匀圆阵天线的M个预设水平方向角和N个预设俯仰角确定M×N个该预设到达角，M、N为正整数；根据该信号相位序列的差分绝对值和，以及每个预设俯仰角对应的多个理想相位序列的差分绝对值和的均值，确定俯仰角范围；根据该俯仰角范围从该多个预设到达角中确定多个候选到达角，根据该信号相位序列和该多个候选到达角的理想相位序列估计信号到达角。利用上述方法，能够减小计算复杂度并大幅降低计算量。

技术领域

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种信号到达角估计方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

信号到达角估计在阵列信号处理领域一直是研究的重要课题，在雷达、无线通信等领域都有着广泛应用，在传统的信号到达角估计算法中，常用的有MUSIC算法和ESPRIT算法，这类算法是将阵列接收数据的协方差矩阵分解为相互正交的信号子空间和噪声子空间，并利用信号和噪声子空间直接的关系来估计信号的到达角，由于利用上述两种传统算法进行到达角估计需要对协方差矩阵做特征值分解，因此所需的运算量较大。

此外，还可以根据天线排布确定不同入射角情况下对应于天线中各阵元的相位角，获取理想情况的标准天线方向，再通过将实际接收信号与不同入射角的标准天线方向进行比较后估计到达角，这种方法需要对很多入射角的标准天线方向进行逐一比较，计算较为复杂且计算量较大。

发明内容

针对上述现有技术中计算较为复杂且计算量较大这一问题，提出了一种信号到达角估计方法、装置及计算机可读存储介质，利用这种方法和装置，能够减小上述估计误差。

本发明提供了以下方案。

第一方面，提供一种信号到达角估计方法，包括：对均匀圆阵天线接收的多路信号执行预处理，得到信号相位序列；确定该均匀圆阵天线对应于多个预设到达角的多个理想相位序列，其中根据相对于均匀圆阵天线的M个预设水平方向角和N个预设俯仰角确定M×N个该预设到达角，M、N为正整数；根据该信号相位序列的差分绝对值和，以及每个预设俯仰角对应的多个理想相位序列的差分绝对值和的均值，确定俯仰角范围；根据该俯仰角范围从该多个预设到达角中确定多个候选到达角，根据该信号相位序列和该多个候选到达角的理想相位序列估计信号到达角。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：依据阵元位置信息、信号波长、预设水平方向角和预设俯仰角，确定该均匀圆阵天线中每个阵元对应于每个预设到达角的理想相位值；依据该每个阵元对应于每个预设到达角的理想相位值，确定该均匀圆阵天线对应于该每个预设到达角的该理想相位序列。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：预先在查找表中存储该每个阵元对应于每个预设到达角的理想相位值；通过查表法确定该均匀圆阵天线对应于每个预设到达角的每个理想相位序列。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：预先在查找表中存储该每个阵元对应于每个预设水平方向角的理想值，该理想值依据阵元位置信息、信号波长、预设水平方向角确定；利用查表法获取该理想值，依据该理想值和预设俯仰角确定该每个阵元对应于每个预设到达角的理想相位值，并依据该每个阵元对应于每个预设到达角的理想相位值确定该均匀圆阵天线对应于该每个预设到达角的该理想相位序列。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：预先在查找表中存储该每个阵元对应于第一分区中每个预设水平方向角的理想相位值，该第一分区由该均匀圆阵天线的阵元间隔角度确定；利用查表法获取该均匀圆阵天线对应于该第一分区中每个预设到达角的每个理想相位序列；依据该每个理想相位序列进行基于阵元的圆周移位，确定该均匀圆阵天线对应于其他分区中每个预设到达角的理想相位序列。