[發明專利]波達角測量方法、信號處理設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201910033905.1
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109683126B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 格瑞斯加（深圳）生物科技有限公司
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S3/782;G01S3/802
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

1.一種波達角測量方法，其特征在于，包括步驟：

獲取各接收陣元在將接收的包含目標回波信號的所有回波信號轉換后輸出的數字信號，并根據數字信號構建觀測數據矩陣；

根據觀測數據矩陣，獲得噪聲子空間和目標回波散射系數矩陣，并根據噪聲子空間，計算MUSIC空間譜；

根據MUSIC空間譜和目標回波散射系數矩陣，獲得MUSIC空間譜加權稀疏代價函數，并對MUSIC空間譜加權稀疏代價函數進行約束優化，獲得稀疏解；

根據稀疏解，獲得各方位角度頻譜估計值，并從各方位角度頻譜估計值中，選取大于等于預設閾值的頻譜估計值對應的方位角度作為目標的波達角；

其中，所述根據MUSIC空間譜和目標回波散射系數矩陣，獲得MUSIC空間譜加權稀疏代價函數的步驟包括：

采用所述MUSIC空間譜S(n)對稀疏代價函數進行加權，獲得MUSIC空間譜加權稀疏代價函數其中X(n,k)為目標回波散射系數矩陣中第n行第k列元素。

2.如權利要求1所述的波達角測量方法，其特征在于，所述根據數字信號構建觀測數據矩陣的步驟包括：

根據預設的快拍時間樣本數K，從各接收陣元輸出的數字信號中同步采集K個數字信號；

根據同步采集到的各個接收陣元的輸出數字信號中的K個數字信號，構建觀測數據矩陣其中y_mk為在第K個快拍時間內采集到第m個接收陣元的輸出數字信號，m＝1,2...M，k＝1,2...K。

3.如權利要求2所述的波達角測量方法，其特征在于，所述根據數字信號構建觀測數據矩陣的步驟之后還包括：

將探測角度均分成N個方位角度，以獲得方位角度集合{θ_n}，其中N≥2，n＝1，2，...N；

設定任一接收陣元位置為坐標原點，獲得各接收陣元的位置坐標R_m＝(r_m1，r_m2)，其中m＝1，2，...M；

根據獲得的方位角度集合{θ_n}、接收陣元的位置坐標R_m以及公式計算出方位角度θn的回波信號到達坐標原點的接收陣元和非坐標原點的第m個陣元之間的時間差其中n＝1，2..N，m＝2，3...M，c₀為光速；

根據時間差構建過完備基矩陣A＝[a(θ₁)，...a(θ_n)...，a(θ_N)]∈C^M×N，其中為各方位角度的信號導向矢量，f為發射的毫米波頻率；

所述根據觀測數據矩陣，獲得噪聲子空間和目標回波散射系數矩陣，并根據噪聲子空間，計算MUSIC空間譜的步驟包括：

根據觀測數據矩陣，獲得噪聲子空間，并根據觀測數據矩陣和過完備基矩陣A＝[a(θ₁)，...a(θ_n)...，a(θ_N)]∈C^M×N獲得目標回波散射系數矩陣；

根據噪聲子空間和過完備基矩陣A＝[a(θ₁)，...a(θ_n)...，a(θ_N)]∈C^M×N，計算MUSIC空間譜。

4.如權利要求3所述的波達角測量方法，其特征在于，所述根據所述觀測數據矩陣，獲得噪聲子空間的步驟包括：

根據觀測數據矩陣，獲得觀測數據的自相關矩陣YY^H，其中Y為觀測數據矩陣，Y^H為Y的共軛裝置矩陣；

根據自相關矩陣YY^H的特征值分解公式

對觀測數據的自相關矩陣YY^H進行特征值分解，獲得噪聲子空間，Σs和Σn分別為由P個大于或等于特征預設值的特征值組成的對角矩陣和由M-P個小于特征預設值的特征值組成的對角矩陣，Ψ_s和Ψ_n分別為由Σs和Σn中的特征值對應的特征向量張成的信號子空間矩陣和噪聲子空間矩陣。