本申請涉及雷達(dá)，尤其是涉及一種mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法及系統(tǒng)、mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法、mimo雷達(dá)、計算機(jī)程序產(chǎn)品及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著毫米波mimo雷達(dá)的射頻芯片的發(fā)展，毫米波mimo雷達(dá)不僅要精確測量目標(biāo)距離、速度，還需要在方位角、俯仰角上具有高分辨力，而角度分辨力的提高主要依賴于發(fā)射通道數(shù)、接收通道數(shù)的增加。不可避免地，不同的發(fā)射通道、接收通道間由于電路特性的差異，通道間存在幅度、相位差異；更為嚴(yán)重的是，近程毫米波mimo雷達(dá)體積較小，發(fā)射、接收天線比較緊湊，這使得發(fā)射天線間、接收天線間，發(fā)射與接收天線間都存在較為嚴(yán)重的信號耦合，這些通道間幅相誤差、耦合造成的誤差，造成了mimo雷達(dá)的后端波束形成時旁瓣抬高、主瓣畸變、零點(diǎn)偏移，甚至導(dǎo)致波束形成失效，因此對mimo雷達(dá)的虛擬通道間進(jìn)行幅相校正、去耦是保障mimo雷達(dá)能夠進(jìn)行波束形成進(jìn)而正確測角的先決條件。

2、傳統(tǒng)的mimo雷達(dá)，主要是通過暗室遠(yuǎn)場方式在陣列法向放置角反，接收陣列接收角反信號，獲取各虛擬通道角反位置的幅相數(shù)據(jù)作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，該方法在發(fā)射陣列、接收陣列之間間距較大，耦合較小，各陣元方向圖一致性比較好時，可以較準(zhǔn)確地校準(zhǔn)各虛擬通道間的幅相誤差，保障應(yīng)有的波束形成效果和測角性能。然而，在實際的毫米波mimo雷達(dá)中，收發(fā)陣列之間的間距比較小，陣元間耦合較嚴(yán)重，且各陣元方向圖難以保證一致，因此僅對法向信號誤差進(jìn)行幅相校準(zhǔn)，仍然達(dá)不到應(yīng)有的波束形成性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N可兼具幅相校正和通道校正的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法及系統(tǒng)、mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法、mimo雷達(dá)、計算機(jī)程序產(chǎn)品及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

2、第一方面，提供一種mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法，包括裝設(shè)于轉(zhuǎn)臺上的mimo雷達(dá)及與所述mimo雷達(dá)間隔預(yù)設(shè)的角反距離的角反射器，包括：

3、根據(jù)在目標(biāo)維上參與波束形成所設(shè)定的nv個虛擬通道，確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的ma個轉(zhuǎn)動角度分別對應(yīng)的導(dǎo)向矢量，構(gòu)建導(dǎo)向矢量矩陣amtrx；其中，所述目標(biāo)維包括方位維和/或俯仰維，ma≥nv；

4、獲取所述nv個虛擬通道的對應(yīng)所述角反距離處的回波信號，構(gòu)建信號矩陣xr；

5、基于所述導(dǎo)向矢量矩陣amtrx和所述信號矩陣xr，計算陣列誤差矩陣。

6、第二方面，提供一種mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法，包括：

7、獲取根據(jù)本申請實施例提供的所述mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法得到的所述陣列誤差矩陣；

8、對所述陣列誤差矩陣進(jìn)行求逆獲得逆矩陣，通過所述逆矩陣左乘進(jìn)行波束處理前的參數(shù)矩陣。

9、第三方面，提供一種mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)臺、裝設(shè)于所述轉(zhuǎn)臺上的mimo雷達(dá)及與所述mimo雷達(dá)間隔預(yù)設(shè)的角反距離的角反射器；

10、所述mimo雷達(dá)包括：

11、發(fā)射陣列，包括m個發(fā)射天線，用于在轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的ma個轉(zhuǎn)動角度分別發(fā)射信號；

12、接收陣列，包括n個接收天線，用于在每一所述轉(zhuǎn)動角度接收角反射器的角反發(fā)射信號，獲取mxn個虛擬通道數(shù)據(jù)；

13、存儲器，用于保存計算機(jī)程序；

14、處理器，用于執(zhí)行所述計算機(jī)程序，以實現(xiàn)本申請任一實施例所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法。

15、第四方面，提供一種mimo雷達(dá)，包括：

16、發(fā)射陣列，包括m個發(fā)射天線，用于發(fā)射信號；

17、接收陣列，包括n個接收天線，用于接收回波信號，角反射器的角反發(fā)射信號，獲取mxn個虛擬通道數(shù)據(jù)；

18、存儲器，用于保存計算機(jī)程序；

19、處理器，用于執(zhí)行所述計算機(jī)程序，以實現(xiàn)本申請任一實施例所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法。

20、第五方面，還提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本申請任一實施例所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法、或?qū)崿F(xiàn)本申請任一實施例所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法。

21、第六方面，提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本申請任一實施例所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法、或?qū)崿F(xiàn)本申請任一實施例所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法。

22、上述實施例所提供的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法，將轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動范圍劃分ma個轉(zhuǎn)動角度，對每一個轉(zhuǎn)動角度，根據(jù)后續(xù)參與波束形成所設(shè)定的nv個虛擬通道確定對應(yīng)的導(dǎo)向矢量而構(gòu)建導(dǎo)向矢量矩陣，獲取nv個虛擬通道對應(yīng)角反距離處的回波信號構(gòu)建信號矩陣，利用導(dǎo)向矢量矩陣和信號矩陣計算陣列誤差矩陣，如此，一方面，可以采用雷達(dá)自身信號來測試構(gòu)建導(dǎo)向矢量矩陣和信號矩陣以計算陣列誤差矩陣，無需引入其它信號源，既節(jié)約了成本，也避免了信號相參、同步問題；另一方面，陣列誤差矩陣的計算是基于后續(xù)參與波束形成的虛擬通道的數(shù)據(jù)，從而誤差可涵蓋發(fā)射鏈路、接收鏈路整個完整的信號鏈路，無需提取天線單元的方向圖、端口電壓和互阻抗等，從而避免了耗時長、數(shù)據(jù)過于龐大且容易產(chǎn)生人工誤差；再一方面，陣列誤差矩陣的計算是基于多個轉(zhuǎn)動角度的數(shù)據(jù)，從而可以相當(dāng)于將通道間幅相誤差、耦合誤差合并處理，對于指向固定的數(shù)字波束形成，可以將校準(zhǔn)因子與波束權(quán)值離線計算合二為一，進(jìn)行實時校準(zhǔn)時，無需消耗額外計算資源，mimo雷達(dá)在實際應(yīng)用時，利用陣列誤差矩陣完成幅相、通道誤差校正的實時性更高。

23、上述實施例中，mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法、mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量系統(tǒng)、mimo雷達(dá)、計算機(jī)程序產(chǎn)品及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)與對應(yīng)的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法實施例屬于同一構(gòu)思，從而與mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法實施例具有相同的技術(shù)效果，在此不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法，包括裝設(shè)于轉(zhuǎn)臺上的mimo雷達(dá)及與所述mimo雷達(dá)間隔預(yù)設(shè)的角反距離的角反射器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法，其特征在于，所述根據(jù)在目標(biāo)維上進(jìn)行波束形成所設(shè)定的nv個虛擬通道，確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的ma個轉(zhuǎn)動角度分別對應(yīng)的導(dǎo)向矢量，構(gòu)建導(dǎo)向矢量矩陣amtrx，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法，其特征在于，所述獲取所述nv個虛擬通道的對應(yīng)所述角反距離處的回波信號，構(gòu)建信號矩陣xr，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法，其特征在于，所述基于所述導(dǎo)向矢量矩陣amtrx和所述信號矩陣xr，計算陣列誤差矩陣，包括：

5.一種mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法，其特征在于，所述對所述陣列誤差矩陣進(jìn)行求逆獲得逆矩陣，通過所述逆矩陣左乘進(jìn)行波束處理前的參數(shù)矩陣，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法，其特征在于，所述對所述陣列誤差矩陣進(jìn)行求逆獲得逆矩陣，通過所述逆矩陣左乘進(jìn)行波束處理前的參數(shù)矩陣，包括：

8.一種mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量系統(tǒng)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)臺、裝設(shè)于所述轉(zhuǎn)臺上的mimo雷達(dá)及與所述mimo雷達(dá)間隔預(yù)設(shè)的角反距離的角反射器；

9.一種mimo雷達(dá)，其特征在于，包括：

10.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法、或如權(quán)利要求5至7中任一項所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法。

11.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項所述的mimo雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法、或如權(quán)利要求5至7中任一項所述的mimo雷達(dá)的通道誤差校正方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环NMIMO雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法及系統(tǒng)、通道誤差校正方法及雷達(dá)、產(chǎn)品、介質(zhì)，所述MIMO雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法包括：根據(jù)在目標(biāo)維上參與波束形成所設(shè)定的Nv個虛擬通道，確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的Ma個轉(zhuǎn)動角度分別對應(yīng)的導(dǎo)向矢量，構(gòu)建導(dǎo)向矢量矩陣A<subgt;mtrx</subgt;；其中，所述目標(biāo)維包括方位維和/或俯仰維，Ma≥Nv；獲取所述Nv個虛擬通道的對應(yīng)所述角反距離處的回波信號，構(gòu)建信號矩陣Xr；基于所述導(dǎo)向矢量矩陣A<subgt;mtrx</subgt;和所述信號矩陣Xr，計算陣列誤差矩陣。通過采用MIMO雷達(dá)的陣列誤差矩陣測量方法得到的陣列誤差矩陣，可對MIMO雷達(dá)在應(yīng)用中進(jìn)行實時幅相校正和通道校正。

技術(shù)研發(fā)人員：狄中泉,黃正武,王海波,王朋,季偉,代忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：英飛睿（成都）微系統(tǒng)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21