【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于发射阵列设计的多径识别方法，属于雷达监控领域。
技术介绍
1、近年来，随着毫米波雷达在国内民用市场的迅速发展，尤其是在车载雷达和安防领域，人们对于雷达的使用变得越来越普遍。
2、在雷达系统的发展过程中，使用调制频率的方法来测量距离早已有了长久的历史。调频连续波雷达的波形稳定，适用于绝大多数应用场景，但是由于一些技术的限制，使它没有得到广泛的应用。而现在，调制频率连续波技术正越来越受到广大厂商和科研人员的注意。产生这种情况的原因有这两点：首先，线性调频连续波(fmcw，frequencymodulated continuous wave)兼容性较好，可以使用不同种类的发射机进行发射，并且应用能力较强；其次，使用fmcw来进行距离测量，只需要使用傅里叶变换就可以获得距离信息，计算快速，降低了系统的制造成本。但是，毫米波雷达在面对真实环境时，依旧面临着不少的挑战，如多径环境下多径虚假目标造成的干扰，其探测精度相比于激光雷达依旧存在一些不足等等。在多径环境下，信号可能会产生相关甚至相干，一些基于子空间的高分辨率算法就会失效。由于雷达面对的工作环境复杂，多径传播普遍存在，因此在多径环境下辨别真实目标和多径假目标是十分有必要的。
3、如图1所示，为真实目标、多径假目标以及反射面之间的位置关系，可以看出：真实目标的雷达信号运动轨迹为：o→p→o，多径假目标的雷达信号运动轨迹为：o→p→s→o或o→s→p→o，等效为q点。这里，假设多径假目标的雷达信号运动轨迹为：o→p→s→o。
4、多
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于发射阵列设计的多径识别方法，不使用多帧累计，不需要考虑周围环境、真实目标的运动轨迹，只需要知道目标检测角度和各发射阵列中的天线增益，便可区分多径目标和真实目标。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于发射阵列设计的多径识别方法，包括以下步骤：
3、步骤1)，将接收到的目标电磁波信号转换成电信号，将所述电信号通过adc转换器转换成数字信号，所述数字信号经过两次傅里叶变换得到预处理数据；
4、步骤2)，所述预处理数据经过恒虚警检测，得到所述目标能量和目标相对于雷达的距离和；通过以下公式计算出检测天线增益：
5、g′＝energy*ωe
6、其中，g′表示检测天线增益；energy表示目标能量；pt表示发射功率，λ表示电磁波波长，σ表示目标横截面积，k2是波尔茨曼常数，te表示有效噪声温度，b表示雷达工作带宽，f表示噪声系数，l表示雷达损失，r表示目标相对于雷达的距离；
7、在天线方向图ga和gb中查找目标对应的理论天线方向增益；ga为窄波束天线方向图，表示为表示天线方向图ga的发射阵列a方位角θ0方向上的理论天线增益，[θ0,θ1,...,θn]表示发射阵列a理论天线增益的角度范围；gb为宽波束天线方向图，表示为表示天线方向图gb的发射阵列b方位角为β0方向上的理论天线增益，[β0,β1,...,βl]表示发射阵列b理论天线增益的角度范围，[θ0,θ1,...,θn]∈[β0,β1,...,βl]，l表示发射阵列b的辐射源方向个数，且所述发射阵列a的0度方向天线增益比所述发射阵列b的0度方向天线增益强10db以上；
8、天线方向图的表达式为：
9、
10、g(em)＝|em|2
11、
12、其中，g表示天线方向图，m表示基本辐射源个数，em表示第m个辐射源各个方向上的电场强度集合，1≤m≤m，函数g(em)表示从天线辐射值到天线增益之间的量转换，wm表示加权系数，xm表示空间位置偏移量，τm表示相位偏移量，n表示辐射源方向个数，[θ0,θ1,...,θn]表示发射阵列理论天线增益的方位角度范围，表示在方位角为θ0的电场强度，f(x,θ)＝x*sinθ，表示与偏移距离和方位角有关的变量，是波数；
13、步骤3)，计算天线增益差比的绝对值△g：△gmeasure＝ga,a′-gb,a′为目标的检测天线增益差，△gtheory＝ga,a-gb,a为理论天线增益差；a为目标的测角角度，ga,a′为发射阵列a对应的检测天线增益，gb,a′为发射阵列b对应的检测天线增益，ga,a为发射天线a对应目标的理论天线增益，gb,a为发射天线b对应目标的理论天线增益；
14、步骤4)，采集z组包含多径假目标和真实目标的电磁波信号，重复步骤1)～步骤3)；选取门限值△τ，使得z组真实目标信号中天线增益差比的绝对值∈[1-△τ,1+△τ]的个数超过设定值；
15、步骤5)，采集待检测目标的电磁波信号，执行步骤1)～步骤3)；若待检测目标的天线增益差比的绝对值∈[1-△τ,1+△τ]，则将待检测目标认定为真实目标，若待检测目标的天线增益差比的绝对值则将待检测目标认定为多径目标。。
16、真实目标是由雷达信号单次反射的结果，检测角度与真实角度相差较小，而多径目标是由雷达信号多次反射的结果，检测角度与真实角度相差较大。本专利技术利用多径目标的检测角度与真实角度不相符这一特点，通过设计具有不同天线方向图的发射阵列，对比检测天线增益差和目标测角在天线方向图中的理论天线增益差，来识别多径目标。
17、根据本专利技术的实施例，还可以对本专利技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：
18、在其中一个优选的实施例中，门限值△τ为0.1。在实测中，通过多次对比多径假目标和真实目标的天线增益差比的绝对值，发现当△τ为0.1时，区分多径假目标和真实目标的准确率可以达到80％。
19、基于同一个构思，本专利技术还一种电子设备，所述电子设备包括存储器、一个或多个处理器；所述存储器上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述任一项方法的步骤。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：多径目标是由雷达电磁波多次反射形成的假目标，其角度与反射面和真实目标位置有关，真实目标是雷达电磁波单次反射形成的目标，其角度是单次目标反射时目标与雷达的夹角。本专利技术利用了这一特点。本专利技术还利用天线方向图在不同方向对应不同的天线增益，设计了两个或者以上的发射阵列，一个波束宽度较宽，一个波束宽度较窄，计算目标在不同天线方向图中的理论天线增益差与检测天线增益差的比值。多径目标的天线增益差的比值较大，且大多数情况下大于某一阈值，真实目标的天线增益差的比值较小，且小于某一阈值，通过多次实验，找到该阈值，从而区分出多径目标和真实目标。本专利技术只需要计算单帧理论天线增益与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于发射阵列设计的多径识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于发射阵列设计的多径识别方法，其特征在于，门限值△τ为0.1。
3.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器、一个或多个处理器；所述存储器上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1或2所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于发射阵列设计的多径识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于发射阵列设计的多径识别方法，其特征在于，门限值△τ为0.1。
3.一种电子设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷露露，车驰，王雨，张臣勇，王帅，
申请(专利权)人：成都纳雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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