[发明专利]基于重叠天线补偿的嵌套虚拟阵栅瓣消除方法

说明书

本发明公开了一种基于重叠天线补偿的嵌套虚拟阵栅瓣消除方法、MIMO虚拟阵列雷达、控制器及计算机存储介质，其中，方法包括获取虚拟阵列中的虚拟阵元，虚拟阵元包括虚拟通道重叠的多个收发天线组，收发天线组包括接收天线和发送天线，计算多个虚拟阵元中各发射天线和接收天线的目标相位差，根据多个目标相位差得到相位补偿值，根据相位补偿值对虚拟阵列的虚拟通道补偿处理，其中，本发明在目标反射波作为平面波的近似条件不成立的情况下，通过在MIMO虚拟阵列雷达的虚拟阵列中设置重叠天线的方式，利用重叠天线计算相位补偿值，并进行虚拟通道相位补偿，从而达到降低以至消除栅瓣的目的，提高雷达进行目标检测的精度。

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，具体涉及一种基于重叠天线补偿的嵌套虚拟阵栅瓣消除方法、MIMO虚拟阵列雷达、控制器及计算机存储介质。

背景技术

现有技术中，MIMO虚拟通道技术可以实现雷达实际收发通道数的成倍增加，在汽车雷达、交通雷达等对成本要求较高的应用领域具有极其广泛的应用，随着用户对通道数和雷达孔径要求越来越高，MIMO虚拟阵列雷达的虚拟阵元数量可以多达上千个，随着阵元数增加和雷达孔径的提高，意味着雷达对目标的分辨能力的提高，其中，传统MIMO虚拟通道技术为简化处理过程，通过对雷达的反射波做远场条件假设，即对雷达反射波做平面波近似处理的方式进行目标检测。

然而，随着雷达空间的增加，雷达孔径增大，雷达的远场条件假设就会变得不再满足，即目标反射波作为平面波的近似条件不再满足，此时如果还是按照远场条件近似进行目标检测，会导致随着雷达距离目标越近，精度越差，而且在此基础上进行的收发天线嵌套阵列设计会带来栅瓣效应，从而严重影响雷达进行目标检测的精度。

发明内容

本申请实施例提供一种基于重叠天线补偿的嵌套虚拟阵栅瓣消除方法、MIMO虚拟阵列雷达、控制器及计算机存储介质，至少能保证，本申请方案能对虚拟通道进行相位补偿，抑制嵌套虚拟阵栅瓣，进而消除远场条件假设不成立时带来的栅瓣效应影响，提高雷达进行目标检测的精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于重叠天线补偿的嵌套虚拟阵栅瓣消除方法，所述方法应用于MIMO虚拟阵列雷达，所述方法包括：

获取虚拟阵列中的虚拟阵元，所述虚拟阵元包括虚拟通道重叠的多个收发天线组，所述收发天线组包括接收天线和发送天线；

计算多个所述虚拟阵元中各所述发射天线和所述接收天线的目标相位差；

根据多个所述目标相位差得到相位补偿值；

根据所述相位补偿值对所述虚拟阵列的虚拟通道补偿处理。

在一些实施例中，所述根据多个所述目标相位差得到相位补偿值，包括：

根据多个所述目标相位差，得到所述虚拟阵元由多个收发天线组产生的多个收发相位差；

根据多个所述收发相位差得到所述虚拟阵元的重叠相位差；

根据多个所述虚拟阵元的所述重叠相位差得到相位补偿值。

在一些实施例中，所述计算多个所述虚拟阵元中各所述发射天线和所述接收天线的目标相位差，包括：

生成所述发射天线和所述接收天线对应的虚拟通道到目标的直线距离表达式；

对所述直线距离表达式进行泰勒展开处理，得到菲涅尔近似表达式；

根据所述菲涅尔近似表达式计算所述目标到所述发射天线和所述接收天线对应的虚拟通道的目标相位差。

在一些实施例中，所述根据多个所述目标相位差，得到所述虚拟阵元由多个收发天线组产生的多个收发相位差，包括：

将所述发射天线的所述目标相位差减去所述接收天线的所述目标相位差，得到对应的所述收发天线组的收发相位差；