[发明专利]一种适用于短距离车载雷达的测角补偿方法

说明书

本发明公开一种适用于短距离车载雷达的测角补偿方法，所述测角补偿方法基于FFT测角法，利用一种峰值序号查表法对短距离情况下方位角进行精确测量。本发明方法分为以下步骤：首先，建立短距离下目标模型和天线相对于目标的距离关系；其次，根据系统要求的短距离下的距离和方位角范围与精度建立峰值序号表；接着，利用待测信号的FFT测角后序号依次与表中内容相匹配，索引得到最接近的目标单元，得到方位角信息。本发明不同于一般测角补偿方法中直接利用天线的几何关系进行补偿，它既利用FFT快速算法进行测角，提高了系统的运算速度，又能够在短距离非平面波的情况下进行精确地测角补偿，同时实现了低复杂度和可靠精度。

技术领域

本发明属于短距离雷达信号处理和汽车电子技术领域，具体是一种适用于短距离车载雷达的测角补偿方法。

背景技术

雷达的研究起始于20世纪30年代中后期，早期受到元器件的限制发展较慢，随着近年来集成电路的进步，雷达信号处理的研究变得活跃。雷达最为基本的问题是对一种物体进行检测，对其位置和速度进行跟踪，通过对目标的位置和径向速度的测量推断目标在三维空间中的运动情况。

信号的空域参数或信源位置估计也是雷达信号处理领域的重要任务之一，该技术决定了在系统处理带宽内空间信号的角度估计精度、角度分辨力并影响其他相关参数精度。

空间谱是信号在空间各个方向上的能量分布，得到信号的空间谱就能得到信号的波达方向(direction-of-arrival,DOA)。空间谱估计又常称为“超高分辨谱估计”，这主要是因为空间谱估计技术具有超高的空间信号的分辨能力，能突破并进一步改善一个波束宽度内的空间不同来向信号的分辨能力。

从20世纪70年代末，在空间谱估计方面涌现了大量的研究成果和文献，其中所提出子空间分解类算法较为突出，这一种算法从处理方式上可分为两类：一类是以MUSIC为代表的噪声子空间类算法，另一类是以旋转不变子空间(ESPRIT)为代表的信号子空间类算法。这类算法的一个共同特点就是通过对阵列接收数据的数学分解，如特征分解、奇异值分解以及QR分解等，将接收数据划分为两个相互正交的子空间。

短距离雷达主要关注的是相对于雷达距离很近的物体的检测，以及对其速度的跟踪。由于目标相对于雷达的距离很近，目标反射雷达的发射天线的回波不能被等效为平行波，天线波束需要按照实际情况的球面波进行处理。在这种场景下，如果运用上述一般雷达DOA估计方法对目标的方位角进行检测，会产生无法忽略的偏差，这是因为上述方法在处理天线阵元时，假设前提是目标为远场目标，阵元为均匀线阵。因此在短距离雷达场景下，运用DOA估计方法时，需要对其进行补偿和修正。

目前，在短距离雷达场景下，一般的DOA估计算法的数学分解运算量较大，在工程实践中并不实用。因此，急需找到一种能够保证检测精度可靠的同时提高系统运算速度的信号DOA估计方法。

发明内容

发明目的：针对短距离雷达在检测目标的方位角时产生无法忽略的偏差，本发明提出一种低复杂度、精度可靠的短距离车载雷达的测角补偿设计与实现方法，提高系统性能。

技术方法：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方法是：一种适用于短距离车载雷达的测角补偿方法，所述方法的步骤包括：

(1)利用系统所需的发射天线和接收天线的数目和布局，建立短距球面波情况下目标模型和天线相对于目标的距离关系；

(2)根据系统要求的短距离情况下雷达检测目标的距离和方位角分辨率设置间隔，生成行代表距离信息、列代表方位角信息的N行M列的表；

(3)利用(1)中的目标模型和天线相对于目标的距离关系，生成对应表中每个单元距离与方位角信息的信号；

(4)对生成信号进行FFT测角，将FFT测角后的峰值序号填入所建立的表格中；