【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达，尤其涉及一种雷达通道校准方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、由于天线加工误差、馈线走线的长度误差以及天线互耦等因素的影响，雷达的多通道存在幅相不一致，导致雷达的测向结果存在误差，甚至测向出错。因此，为了实现雷达的测向功能，需要对雷达的多通道进行幅相校准。幅相校准需要在暗室中进行，通过在已知的多个角度放置角反，同时雷达采集数据，估算出各通道的幅相校准系数。
2、暗室校准过程中一般需要保证雷达处于水平状态。常用的方法是用气泡水平仪进行精细调整。但如果雷达本身体积较小，用气泡水平仪调整后雷达的水平面与标准水平面仍会存在零点几度到一点几度的误差。该误差可分为俯仰向的误差和横滚向的误差。俯仰向的误差可通过激光照射配合镜子反射的方法减小，但横滚向的误差难以减小。
3、由于现有的基于气泡水平仪的调整难以保证雷达处于标准水平面，其雷达横滚误差难以消除。因此，在存在横滚误差的情况下获得的通道幅相校准系数耦合了横滚误差，不能真实反映通道的幅相误差，使得校准后的雷达存在横滚误差导致的测向误差。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种雷达通道校准方法、装置及存储介质，旨在有效解决现有技术中雷达通道校准难度大，并且校准后的雷达存在横滚误差导致的测向误差的技术问题。
2、根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种雷达通道校准方法，所述雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线构成多个通道，所述方法包括：>
3、步骤s1，驱使暗室中承载所述雷达的伺服转动，使得目标角反分别位于所述雷达的多个方位俯仰角的位置上，所述雷达在每个所述方位俯仰角上分别发射雷达测试信号，以及针对每个所述方位俯仰角，获取所述目标角反针对所述雷达测试信号反馈的回波信号并提取对应所述目标角反的第一阵列导向矢量矩阵；
4、步骤s2，建立无通道幅相误差和仅存在横滚误差的信号模型，以构建第二阵列导向矢量矩阵，并在所述雷达的横滚误差低于预设值的情况下，对所述第二阵列导向矢量矩阵进行一阶泰勒展开，得到包含有横滚误差的一阶泰勒表达式；
5、步骤s3，根据所述第一阵列导向矢量矩阵、雷达多通道的幅相校准系数以及所述第二阵列导向矢量矩阵的一阶泰勒表达式的关系构造多变量优化问题；
6、步骤s4，采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值。
7、进一步地，步骤s2中的子步骤包括：
8、步骤s21，使用气泡水平仪将所述雷达的横滚误差调整至低于预设值；
9、步骤s22，建立无通道幅相误差和仅存在横滚误差的信号模型，具体为：
10、at＝[a1,a2,...,al]；
11、其中al为第l个无通道幅相误差有横滚误差的阵列导向矢量，0<l≤l，l为正整数；
12、步骤s23，对所述第二阵列导向矢量矩阵进行一阶泰勒展开，得到包含有横滚误差的一阶泰勒表达式，具体为：
13、at≈ai+a′iδγ；
14、其中，at为所述第二阵列导向矢量矩阵，ai为无通道幅相误差以及无横滚误差的理想阵列流型，a′i为ai相对于横滚误差的导数，δγ为雷达多通道的横滚误差。
15、进一步地，步骤s3中，构造多变量优化问题的过程的子步骤包括：
16、步骤s31，设计如下的最优化估计器：
17、
18、其中，am为所述第一阵列导向矢量矩阵，diag(·)表示以向量构成对角矩阵，η为雷达多通道的幅相校准系数，||·||f表示f范数。
19、进一步地，步骤s4中采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值包括：
20、通过求解所述最优化估计器中的两个未知参量η和δγ，使所述最优化估计器的结果最小，得到雷达多通道的幅相校准系数估计值和横滚误差估计值用幅相校准系数估计值逼近真实雷达多通道的幅相校准系数，用横滚误差估计值逼近真实横滚误差值。
21、进一步地，步骤s4中采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值还包括：
22、令i＝1，其中，i为迭代计数；
23、令每一次迭代分别更新一次η和δγ；
24、其中，η为雷达多通道的幅相校准系数，δγ为雷达多通道的横滚误差，为雷达多通道的幅相校准系数估计值，为雷达多通道的横滚误差估计值。
25、进一步地，在步骤s1中，在驱使暗室中承载所述雷达的伺服转动之前，所述方法包括：
26、将所述雷达放置在所述暗室中的伺服上，并在所述雷达的远场位置的法线上放置所述目标角反。
27、进一步地，步骤s1中多个方位俯仰角为多个标称方位俯仰角，分别表示为：(α1,β1),(α2,β2),…,(αl,βl)；
28、对应提取的第一阵列导向矢量表示为以构建第一阵列导向矢量矩阵，所述第一阵列导向矢量矩阵表示为：
29、
30、其中，am为第一阵列导向矢量矩阵，l为正整数。
31、根据本专利技术的另一方面，提供了一种雷达通道校准装置，所述雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线构成多个通道，所述装置包括：
32、驱动及回波信号获取单元，用于驱使暗室中承载所述雷达的伺服转动，使得目标角反分别位于所述雷达的多个方位俯仰角的位置上，所述雷达在每个所述方位俯仰角上分别发射雷达测试信号，以及针对每个所述方位俯仰角，获取所述目标角反针对所述雷达测试信号反馈的回波信号并提取对应所述目标角反的第一阵列导向矢量矩阵；
33、信号模型建立单元，用于建立无通道幅相误差和仅存在横滚误差信号模型，以构建第二阵列导向矢量矩阵，并在所述雷达的横滚误差低于预设值的情况下，对所述第二阵列导向矢量矩阵进行一阶泰勒展开，得到包含有横滚误差的一阶泰勒表达式；
34、优化问题构建单元，用于根据所述第一阵列导向矢量矩阵、雷达多通道的幅相校准系数以及所述第二阵列导向矢量矩阵的一阶泰勒表达式的关系构造多变量优化问题；
35、优化问题求解单元，用于采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值。
36、根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的雷达通道校准方法。
37、通过本专利技术中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：
38、在本专利技术所公开的技术方案中旨在利用建立无通道幅相误差和仅存在横滚误差的信号模型，以形成第二阵列导向矢量矩阵，根据所述第一阵列导向矢量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种雷达通道校准方法，其特征在于，所述雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线构成多个通道，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤S2中的子步骤包括：
3.如权利要求2所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤S3中，构造多变量优化问题的过程的子步骤包括：
4.如权利要求3所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤S4中采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值包括：
5.如权利要求4所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤S4中采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值还包括：
6.如权利要求1所述的雷达通道校准方法，其特征在于，在步骤S1中，在驱使暗室中承载所述雷达的伺服转动之前，所述方法包括：
7.如权利要求6所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤S1中多个方位俯仰角为多个标称方位俯仰角，分别表示为：(α
8.一种雷达通道校准装置，其特征在于，所述雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线构成多个通道，所述装置包括：
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如权利要求1至7中任一项所述的雷达通道校准方法。
...【技术特征摘要】
1.一种雷达通道校准方法，其特征在于，所述雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线构成多个通道，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤s2中的子步骤包括：
3.如权利要求2所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤s3中，构造多变量优化问题的过程的子步骤包括：
4.如权利要求3所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤s4中采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多通道的幅相校准系数估计值以及横滚误差估计值包括：
5.如权利要求4所述的雷达通道校准方法，其特征在于，步骤s4中采用基于迭代的交替最小化的优化算法求解原问题，得到所述雷达多...
【专利技术属性】
技术研发人员：施雪松，武景，郭坤鹏，买剑春，张培，
申请(专利权)人：南京隼眼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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