[发明专利]一种用于计算机实现的模拟雷达原始数据的方法

说明书

本发明涉及一种用于计算机实现的模拟雷达原始数据(RD)的方法，其中针对合成MIMO雷达系统(1)生成雷达原始数据(RD)，该合成MIMO雷达系统包括用于发射雷达信号的具有多个发射器(201，202)的发射器阵列(2)和用于接收雷达信号的雷达回波的具有多个接收器(301，302)的接收器阵列(3)。在该方法中，基于与MIMO雷达系统(1)相邻的虚拟区域(AR)的3D模型(MO)执行对从发射器阵列(3)内的预设发射位置(TP)发送并在接收器阵列(3)内的预设接收位置(RP)接收的雷达信号(RS)的射线追踪(RTR)，其中射线追踪(RTR)确定雷达信号(RS)内多条射线(R1，R2，R3)从预设发射位置(TP)到预设接收位置(RP)的传播，每条射线(R1，R2，R3)的传播取决于在预设发射位置(TP)处描述相应射线(R1，R2，R3)方向的第一角度(θ)和第二角度(φ)。通过使用关于第一角度(θ)和第二角度(φ)的一阶导数(d1，d2，d3，d4)，基于线性近似确定源自相应发射器(201，202)并在相应接收器(301，302)处接收的多条修正射线(RM)的传播(PRM)。对修正射线(RM)进行处理以确定雷达原始数据(RD)。

技术领域

本发明涉及一种用于计算机实现的模拟雷达原始数据的方法和装置。

背景技术

为了模拟合成雷达系统的雷达原始数据，使用了所谓的射线追踪方法。这些方法沿着从发射器到接收器的路径追踪雷达信号中的多条射线。通过组合这些射线，可以确定接收器接收到的雷达回波。在这种射线追踪方法中，使用与合成雷达系统相邻的虚拟区域的3D模型，用于计算由于与该区域内物体相互作用而产生的射线偏转。文献[1]、[2]和[3]描述了基于射线追踪的雷达模拟。

许多已知雷达系统是所谓的MIMO系统(MIMO＝多输入多输出)，由多个发射器和接收器组成，为每个接收器生成一个输出信道。当对这种系统应用常规射线追踪方法时，因为必须对多个发射器和接收器的射线进行处理，将导致追踪大量射线。目前正在开发的雷达系统可以很容易地具有100个以上的发射器接收器配对(发射器的数量乘以接收器的数量)，在使用常规射线追踪方法时会造成严重的性能和存储器限制。

发明内容

因此，本发明的目的是模拟用于具有高性能和低存储器消耗的合成MIMO雷达系统的雷达原始数据。

该目标通过根据权利要求1的方法或根据权利要求7的装置来实现。在从属权利要求中定义本发明的优选实施例。

根据本发明的方法提供了一种计算机实现的雷达原始数据的模拟，其中针对合成(虚拟)MIMO雷达系统生成雷达原始数据，该MIMO雷达系统包括用于发射雷达信号的具有多个(虚拟)发射器的发射器阵列以及用于接收雷达信号的雷达回波的具有多个(虚拟)接收器的接收器阵列。该方法使用发射器阵列内的单个预设发射位置和接收器阵列内的单个预设接收位置。这些位置不一定对应于发射器和接收器阵列内发射器和接收器的实际位置。然而，这些位置被视为模拟的发射器和接收器位置，以便从预设发射位置发送雷达信号并在预设接收位置接收其回波。对于预设发射位置和预设接收位置，针对发射阵列的至少一个发射器的(虚拟)发射事件执行以下步骤a)至e)。在这样的发射事件中，多个发射器、尤其是发射阵列的所有发射器可同时发射雷达信号。

在步骤a)中，执行雷达信号的射线追踪，其中雷达信号从预设发射位置发送并在预设接收位置接收。该射线追踪基于与合成MIMO雷达系统相邻的虚拟区域的3D模型。3D模型描述虚拟区域中的一个或多个物体及它们与雷达信号的相互作用特性。射线追踪确定雷达信号内多条射线从发射位置到接收位置的传播。每条射线的传播描述了沿着从预设发射位置到预设接收位置的射线路径的射线姿态。此外，每条射线的传播包括射线路径的路径长度。射线姿态和路径长度二者都取决于描述了预设发射位置处相应射线方向的第一角度和第二角度。上述步骤a)在现有技术中众所周知并且可以通过常规射线追踪方法来实现。上述第一角度和第二角度涉及用于描述源自预设发射位置的方向的所谓球面角。优选地，第一和第二角度由极角/仰角以及由方位角给出。这些角度对于技术人员来说是众所周知的。