[发明专利]目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质

说明书

本申请涉及一种目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质。所述方法包括：通过本端雷达的发射机向目标发射频率分集信号，并通过本端雷达的接收机接收目标反射的接收信号；根据频率分集信号和接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；去除等效接收信号矢量中与孔洞对应的部分，以确定均匀虚拟频率分集阵列的均匀接收信号矢量；基于均匀接收信号矢量，确定等效接收信号方程，建立求解等效接收信号方程的目标优化问题的目标函数和约束条件；求解目标优化问题以得到目标解矩阵，基于目标解矩阵，定位目标的角度和距离。采用本方法能够提升自由度。

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，特别是涉及一种目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质。

背景技术

频控阵（Frequency diverse array, FDA）自提出以来就一直是雷达领域的研究热点问题，其通过阵列元素间的小频率增量聚焦波束来定位目标的角度和距离。频控阵的自由度被传感器数目和频率分集阶数严重限制，而可获取的自由度进而决定可检测目标的最大数目，如何提高自由度是阵列信号处理领域的常见问题。

现有的对目标的角度和距离进行定位的方法，其自由度仍然存在提升的空间。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高自由度的目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质。

一种目标角度和距离定位方法，包括：通过本端雷达的发射机向目标发射频率分集信号，并通过所述本端雷达的接收机接收所述目标反射的接收信号；根据所述频率分集信号和所述接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；去除所述等效接收信号矢量中与所述孔洞对应的部分，以确定所述均匀虚拟频率分集阵列的均匀接收信号矢量；基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号方程，建立求解所述等效接收信号方程的目标优化问题的目标函数和约束条件；求解所述目标优化问题以得到目标解矩阵，基于所述目标解矩阵，定位所述目标的角度和距离。

在一个实施例中，所述频率分集信号的频率偏移具有与所述接收机的互质阵列相同的互质结构。

在一个实施例中，所述根据所述频率分集信号和所述接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列，包括：根据所述接收机的所述互质阵列的所述互质结构信息，建立互质阵列模型，所述互质阵列模型由两个均匀的稀疏子阵列组成；根据所述发射机发射所述频率分集信号的频率分集信息，建立频率分集模型；根据所述接收信号、所述频率分集模型以及所述互质阵列模型，确定所述互质阵列的接收信号矢量；根据所述接收信号矢量，确定所述互质阵列的协方差矩阵；矢量化所述协方差矩阵，以得到扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述等效接收信号矢量包含扩展虚拟频率分集阵列的导向矢量；所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列。

在一个实施例中，所述去除所述等效接收信号矢量中与所述孔洞对应的部分，以确定所述均匀虚拟频率分集阵列的均匀接收信号矢量，包括：根据所述等效接收信号矢量，确定在所述扩展虚拟频率分集阵列中的非负区域的非负接收信号矢量；根据所述非负接收信号矢量，确定所述互质阵列的非负协方差矩阵；矢量化所述非负协方差矩阵，以得到非负等效虚拟阵列接收信号矢量；去除所述非负等效虚拟阵列接收信号矢量中的重复元素并重新排列剩余元素，以确定所述均匀虚拟频率分集阵列的均匀接收信号矢量。