[发明专利]一种频率分析方法、装置及雷达

说明书

本申请提供一种频率分析方法、装置及雷达，用于提高频率分析的鲁棒性和准确性。本申请中，通过构建扩展向量r，并对扩展向量r进行频率分析计算。其中，扩展向量r中的N个向量元素与N个流型参数对应。N个向量元素中每个向量元素可以指示至少一对接收器的互协方差，每个向量元素对应的流型参数用于指示每个向量元素对应的至少一对接收器中，每对接收器中第一接收器相对于第二接收器的有序距离。本申请实施例基于接收信号的二阶统计特性得到扩展向量r，并且可以通过扩展向量r增加频率分析计算的数量，有利于提高频率分析结果的准确性和鲁棒性。

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种频率分析方法、装置及雷达。

背景技术

频率分析是一种常见的、对接收阵列的接收信号进行处理的手段。例如，毫米波雷达中接收阵列的接收信号中包括回波信号，毫米波雷达可以对接收阵列的接收信号进行频率分析，获取回波信号的空间谱，从而估计回波信号的来波方向。

目前，一般可以通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)计算或数字波束形成(digital beam-forming，DBF)计算对接收信号进行频域分析获得空间谱。在FFT计算中，可以获取接收阵列的接收信号在任意采样点的采样数据，对接收信号在该采样点的采样数据进行快速傅里叶变换，得到接收信号的FFT空间谱。在DBF计算中，可以根据接收信号在多个采样点的采样数据构建协方差矩阵，以及根据接收阵列的阵列结构构建导向矢量，进而可以根据协方差矩阵和导向矢量计算得到DBF空间谱。

然而，FFT计算的计算结果的准确性较容易受到接收信号中噪声信号的影响，致使FFT计算结果的鲁棒性不高。而DBF计算则需要较多的采样点以获得足够的采样数据，才能够得到具有较高准确度的分析结果。在采样数据不足的情况下，往往会导致DBF算法的分析结果不够准确。

综上，目前的频率分析方法的分析结果的准确性及鲁棒性还需要进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种频率分析方法、装置及雷达，用于对接收阵列的接收信号进行频率分析，有利于提高频率分析结果的准确性和鲁棒性。

第一方面，本申请实施例提供一种频率分析方法，该频率分析方法可以用于分析M个接收器接收到的信号，其中，M个接收器线性排列，构成接收阵列，M为大于1的整数。本申请实施例所提供的频率分析方法主要包括：构建包括N个向量元素的扩展向量r，根据接收阵列的N个流型参数，对扩展向量r进行频率分析计算。

在本申请实施例中，扩展向量r中的N个向量元素与N个流型参数对应。其中，N个流型参数与接收阵列的排列结构相关，每个流型参数皆可以理解为一对接收器中第一接收器相对于第二接收器的有序距离。本申请实施例中，N个向量元素中每个向量元素可以指示至少一对接收器的互协方差，每个向量元素对应的流型参数用于指示每个向量元素对应的至少一对接收器中，每对接收器中第一接收器相对于第二接收器的有序距离。

本申请实施例中，扩展向量r的N个向量元素中，每个向量元素可以指示至少一对接收器的互协方差，其中互协方差为二阶统计量。也就是说，本申请实施例中扩展向量r是根据接收阵列的接收信号的二阶统计特性构建的。相较于直接使用采样数据进行频率分析计算(如传统的FFT计算)，使用接收信号的二阶统计特性构建扩展向量r，有利于提高频率分析结果的鲁棒性。具体来说，直接使用采样数据进行频率分析计算，由于接收信号中噪声信号的随机性较强，频率分析结果受噪声信号的随机性影响，致使频率分析结果的准确性会随噪声信号的变化而波动，因此频率分析结果的鲁棒性不强。而采用二阶统计特性构建扩展向量r，由于二阶统计可以降低噪声信号的波动对频率分析结果带来的影响，因此对本申请实施例提供的扩展向量r进行频率分析计算，即使噪声信号出现变化，频率分析结果也可以保持较高的稳定性，也就是鲁棒性。