[发明专利]使用虚拟接收信号的生成来估计到达方向的方法和设备

说明书

一种使用虚拟接收信号的生成来估计到达方向的方法和设备，所述方法包括：在多个实际天线的预设位置生成预设数量的虚拟天线；生成从虚拟天线接收的接收信号；以及使用从虚拟天线接收的接收信号和从实际天线接收的接收信号通过DOA估计算法，来生成DOA估计值。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月8日提交的韩国申请号10-2018-0002532的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种使用虚拟接收信号的生成来估计到达方向(DOA)的方法和设备，更具体地，涉及一种使用虚拟接收信号的生成来估计DOA的方法和设备，其能够通过使用基于均匀线性阵列(uniform linear array，ULA)的虚拟天线生成非均匀线性阵列(NLA)来估计DOA。

背景技术

在汽车雷达中，当前面的两辆车在距离雷达传感器相同的距离处彼此相邻时，雷达必须能够识别出前面有两辆车，而不是一辆车。如果目标的速度和范围相似，准确估计从目标接收的接收信号的DOA以分离多个目标是很重要的。高分辨率接收信号DOA估计算法已经研究了几十年，例如，多信号分类(multiple signal classification，MUSIC)算法和经由旋转不变性技术(ESPRIT)算法估计信号参数。最近，Bartlett算法比MUSIC算法受到信噪比(SNR)的影响小受到了广泛的关注并且广泛应用。

当使用ULA型天线来搜索目标时，需要窄主波束宽度和低旁瓣(low side lobe)，以实现精确的分辨率和高精度。当天线阵列的孔径较宽时，主瓣的波束宽度较窄。窄波束宽度可以识别紧密相邻的目标。然而，可能会出现旁瓣和栅瓣(grating lobe)并阻止目标的定位。此外，天线阵列的宽孔径占据了过大的空间。

在题为“Direction-of-Angle Estimation Apparatus and Direction-of-AngleEstimation Method Using the Same”的韩国专利申请公开号10-2016-0144446(2016.11.23)中公开了本发明的背景技术。

发明内容

优选地增加天线数量，以提高测量雷达接收信号DOA的分辨率。然而，如果实际物理天线的数量增加，则天线占用的空间会变得更大。因此，代替增加实际天线的数量，可以通过使用实际天线制造虚拟天线来获得增加天线总数的效果，但是该方法具有局限性，因为可以增加的虚拟天线的数量受到实际天线数量的影响。

本发明的实施方式涉及一种用于使用虚拟接收信号的生成来估计接收信号的DOA的方法和设备，与相关技术相比，该方法和设备可以增加能够在ULA天线环境中扩展的虚拟天线的数量，在有限的天线孔径尺寸下具有窄波束宽度和低旁瓣，不生成栅瓣，并且还提高接收信号的DOA分辨率。

在一个实施方式中，一种使用虚拟接收信号的生成的接收信号DOA估计方法可以包括：在多个实际天线的预设位置生成预设数量的虚拟天线；生成从所述虚拟天线接收的接收信号；以及使用从所述虚拟天线接收的接收信号和从所述实际天线接收的接收信号通过DOA估计算法，来生成DOA估计值。

所述虚拟天线可以设置在所述实际天线之间或者所述实际天线外部。

所述虚拟天线能够以不相等的间距设置，而与所述实际天线的位置无关。

可以至少考虑信噪比(SNR)和天线间隔来设置所述设定数量。

所述虚拟天线的生成可以包括：根据视场(FOV)角度范围设置区段，通过所设置的区段来生成变换矩阵，并且通过使用所生成的变换矩阵来生成从所述虚拟天线接收的接收信号通过组合从所述虚拟天线接收的接收信号和从所述实际天线接收的接收信号来生成相关矩阵，通过使用所生成的相关矩阵来生成角度估计谱，并且生成所述DOA估计值；以及通过使用DOA估计值的均方根误差(RMSE)来确定设定位置。