CN112213701B

CN112213701B - 雷达近场方位角计算方法、装置、终端及存储介质

Info

Publication number: CN112213701B
Application number: CN202010962351.6A
Authority: CN
Inventors: 江应怀; 秦屹
Original assignee: Wuhu Sensor Technology Co ltd
Current assignee: Wuhu Sensor Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2040-09-14
Also published as: CN112213701A

Abstract

本发明属于雷达测试技术领域，尤其涉及一种雷达近场方位角计算方法，包括：获取包括两个发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位的第一数据和第二数据；计算第一数据与第二数据的相位差中的最大相位差，计算第一数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第二数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；基于计算的相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理，计算目标的方位角。上述方法可以提高近场条件下方位角计算的准确度，从而达到实现等效的远场测试效果，降低测试成本。

Description

雷达近场方位角计算方法、装置、终端及存储介质

技术领域

本发明属于雷达测试技术领域，尤其涉及一种雷达近场方位角计算方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

随着雷达产业的不断发展，对雷达的质量提出了更高的要求，雷达下线测试成为雷达生产线来必不可少的环节。

毫米波雷达天线方向图测试和角度性能测试通常需要满足远场条件，即目标与雷达之间的距离达到一定的范围时，目标反射回波到达雷达的接收天线阵列时才能近似等效为平行波，在此条件下才能通过FFT方法较为准确的测得方位角。对于77GHz频段的雷达来说，如果雷达天线或者目标的最大口径为10cm，则理论上目标与雷达之间的距离达到5.1m时满足远场条件。在实际测试时，测试目标与雷达之间的距离为2.5m左右下的角误差性能就能满足测试要求。

在自动化生产线上，一般通过机械臂来控制雷达的安装测试位置，将待测试雷达置于模拟目标前方的至少2.5m处，整个测试环节占用较大的空间，且对机械臂的行程范围要求较高。发明人发现，若可以解决现有的方位角测量方法在近场条件下误差较大的问题，则不需要满足远场条件即可进行测试，大大节约测试空间，降低机械臂的成本。因此，如何解决现有的方位角测量方法在近场条件下误差较大成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种雷达近场方位角计算方法、装置、终端及存储介质，以解决解决现有的方位角测量方法在近场条件下误差较大的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种雷达近场方位角计算方法，所述雷达包括多发多收雷达，当所述雷达为双发多收雷达时，所述双发多收雷达包括用于从不同位置发射电磁波的第一发射天线和第二发射天线，以及用于接收目标返回的电磁波的多个接收天线，所述校准方法包括：

获取第一数据和第二数据；其中，所述第一数据包括第一发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，所述第二数据包括第二发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位；

基于所述第一数据和所述第二数据，计算第一相位差和第二相位差；其中，所述第一相位差为第一数据与第二数据的相位差中的最大相位差，所述第二相位差包括第一数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第二数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；

基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理；其中，第一数据和第二数据中经过处理的为第一处理数据，未经过处理的为第一未处理数据；

基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角。

可选的，所述获取第一数据和第二数据，包括：

获取第一发射天线对应的各个接收通道的路径长度和第二发射天线对应的各个接收通道路径长度；

预设任一接收通道中的电磁波的相位为零，基于预设波长，计算所述第一数据和所述第二数据。

可选的，所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理，包括：

基于第一数值，分别对第一数据中各个接收通道中的电磁波的相位，或第二数据中各个接收通道中的电磁波的相位进行补偿；其中，所述第一数值为所述第一相位差和所述第二相位差之差。

可选的，所述基于第一数值，分别对第一数据中各个接收通道中的电磁波的相位，或第二数据中各个接收通道中的电磁波的相位进行补偿，包括：

分别将第一数据中各个接收通道中的电磁波的相位与第二数值相加，或，将第二数据中各个接收通道中的电磁波的相位与第二数值相加；其中，所述第二数值为所述第一数值与预设修正系数之积。

可选的，所述基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角，包括：

基于第一处理数据和所述第一未经处理的数据，形成相位序列；

将所述相位序列作为指数，形成复数序列；

对所述复数序列进行FFT处理，将复数序列的FFT结果的峰值点对应的角度作为目标的方位角。

可选的，当所述雷达为N发多收雷达时，N≥3，在所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理后，在基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角前，所述校准方法还包括：

获取第n数据；其中，所述第n数据包括第n发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，n∈[3，N]；

基于所述第一处理数据和所述第n数据，计算第2n-3相位差和第2n-2相位差；其中，所述第2n-3相位差为第一处理数据与第n数据的相位差中的最大相位差，所述第2n-2相位差包括第一处理数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第n数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；

基于所述第2n-3相位差和所述第2n-2相位差，对所述第n数据进行处理；将原第一处理数据加入第一未处理数据，并将经过处理的第n数据作为第一处理数据。

本发明实施例的第二方面提供了一种雷达近场方位角计算装置，所述雷达包括多发多收雷达，当所述雷达为双发多收雷达时，所述双发多收雷达包括用于从不同位置发射电磁波的第一发射天线和第二发射天线，以及用于接收目标返回的电磁波的多个接收天线，所述校准装置包括：

第一获取模块，用于获取第一数据和第二数据；其中，所述第一数据包括第一发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，所述第二数据包括第二发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位；

第一计算模块，用于基于所述第一数据和所述第二数据，计算第一相位差和第二相位差；其中，所述第一相位差为第一数据与第二数据的相位差中的最大相位差，所述第二相位差包括第一数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第二数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；

第一处理模块，用于基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理；其中，第一数据和第二数据中经过处理的为第一处理数据，未经过处理的为第一未处理数据；

方位角计算模块，用于基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角。

可选的，当所述雷达为N发多收雷达时，N≥3，所述校准装置还包括：

第二获取模块，用于获取第n数据；其中，所述第n数据包括第n发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，n∈[3，N]；

第二计算模块，用于基于所述第一处理数据和所述第n数据，计算第2n-3相位差和第2n-2相位差；其中，所述第2n-3相位差为第一处理数据与第n数据的相位差中的最大相位差，所述第2n-2相位差包括第一处理数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第n数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；

第二处理模块，用于基于所述第2n-3相位差和所述第2n-2相位差，对所述第n数据进行处理；将原第一处理数据加入第一未处理数据，并将经过处理的第n数据作为第一处理数据。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面提供的雷达近场方位角计算方法的步骤。

本发明实施例的第四方面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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面提供的雷达近场方位角计算方法的步骤。

本发明实施例首先获取第一发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，作为第一数据，获取第二发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，作为第二数据；计算第一数据与第二数据的相位差中的最大相位差作为第一相位差，计算第二相位差包括第一数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第二数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，作为第二相位差；通过第一相位差以及第二相位差对第一数据和第二数据中的任一数据进行补偿，获得第一处理数据，即经过相位补偿后的接收通道的相位角，从而减小近场条件下各接收通道路径长短差异带来的相位突变，以及相邻的通道之间的不均匀相位差；通过基于经过相位补偿后的各个通道的相位，进行目标方位角的计算，可以提高近场条件下方位角计算的准确度，从而达到实现等效的远场测试效果，降低测试成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的雷达近场方位角计算方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的平行波示意图；

图3是本发明实施例提供的近场关系示意图；

图4是本发明实施例提供的MIMO体制下8个虚拟接收通道近场接收路径示意图；

图5是本发明实施例提供的雷达近场方位角计算装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是发明实施例提供的雷达近场方位角计算方法的流程示意图，所述雷达包括多发多收雷达，当所述雷达为双发多收雷达时，所述双发多收雷达包括用于从不同位置发射电磁波的第一发射天线和第二发射天线，以及用于接收目标返回的电磁波的多个接收天线，所述校准方法包括：

步骤S101，获取第一数据和第二数据；其中，所述第一数据包括第一发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，所述第二数据包括第二发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位。

本发明实施例中，毫米波雷达天线方向图测试和角度性能测试通常需要满足远场条件，即目标与雷达之间的距离达到一定的范围时，目标反射回波到达雷达的接收天线阵列时才近似等效为平行波，该关系为：

R>2*L²/λ

其中，R为雷达与目标之间的径向距离，L为雷达天线口径或者测试目标喇叭天线的口径这二者中最大的值，λ为波长。当雷达与目标之间的距离满足远场条件时，目标回波可以近似等效成平行波，如图2所示，Rx1~Rx4为接收天线。但在近场环境下，上述平行波的假设就不再成立，各个接收通道之间的相位差不一致，例如对于MIMO雷达，一种具有多个发射天线以及多个接收天线发射的雷达***，各个发射天线发射的电磁波经过目标反射至各个接收天线时的路径长度都不一致，该差异会导致MIMO体制下利用通道间的相位差异来测角的方法失效。本发明实施例提供的方法旨在较小近场条件下上述差异的影响，达到等效远场测试的效果。

示例性的，可以参照图3，图3是本实施例提供的一个二发四收MIMO雷达***和目标的二维空间关系的示意图，如图3所示，Tx1为第一发射天线，Tx2为第二发射天线，Rx1~Rx4为四路接收天线。Tx1发射时，对应的各个接收通道的路径分别为：Tx1->O->Rx1，Tx1->O->Rx2，Tx1->O->Rx3，Tx1->O->Rx4；Tx2发射时，对应的各个接收通道的路径分别为：Tx2->O->Rx1，Tx2->O->Rx2，Tx2->O->Rx3，Tx2->O->Rx4。本发明实施例首先获取Tx1->O->Rx1，Tx1->O->Rx2，Tx1->O->Rx3，Tx1->O->Rx4四个接收通道中电磁波的相位作为第一数据，获取Tx2->O->Rx1，Tx2->O->Rx2，Tx2->O->Rx3，Tx2->O->Rx4四个接收通道中电磁波的相位作为第二数据。

步骤S102，基于所述第一数据和所述第二数据，计算第一相位差和第二相位差；其中，所述第一相位差为第一数据与第二数据的相位差中的最大相位差，所述第二相位差包括第一数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第二数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差。

本发明实施例中，Tx1发射时，各个接收通道的路径长度为：Tx1->O->Rx1：BO+OF；Tx1->O->Rx2: BO+OE；Tx1->O->Rx3: BO+OD；Tx1->O->Rx4:BO+OC；Tx2发射时，各个接收通道的路径长度为：Tx2->O->Rx1：AO+OF；Tx2->O->Rx2: AO+OE；Tx2->O->Rx3: AO+OD；Tx2->O->Rx4: AO+OC。为了方便表述，各个发射天线对应的接收通道的标号可以用接收天线的标号来表示，例如发射天线Tx1发射时，Rx1代表了路径Tx1->O->Rx1，发射天线Tx2发射时，Rx1代表了路径Tx2->O->Rx1。上述不同的路径长度会带来接收通道的相位关系不一致。

MIMO体制下8个虚拟接收通道近场接收路径示意图如图4所示，Rx1~ Rx4对应于图3中的第一发射天线的接收通道Rx1~ Rx4，Rx1’~ Rx4’对应于图3中的第二发射天线的接收通道Rx1~ Rx4，该8个虚拟接收通道(由2个发射天线和4个接收天线形成的2×4个虚拟接收通道)中第4路接收通道Rx4与第5路接收通道Rx1’的路径长度相差最大，即图3中所示的接收通道路径： Tx1->O->Rx4与Tx2->O->Rx1相差最大。该路径长度的差异会带来相位突变，这种大的相位突变也是近场环境下导致测量方位角时误差较大的主要原因。除此之外，第一发射天线和第二发射天线各自所对应的接收通道内部相邻的接收通道之间的相位差不均匀也会带来方位角测量的误差。需要说明的是，图4仅仅是为了示意出图3所等效的虚拟接收通道，图4所示出的各个虚拟接收通道的长度不代表图3中接收通道的长度。

本实施例中，计算第一相位差和第二相位差，用于后续过程中对相位突变进行补偿。举例说明，可以将Tx1->O->Rx1路径下Rx1接收通道的相位记为φ0，Tx1->O->Rx2路径下Rx2接收通道的相位记为φ1；Tx1->O->Rx3路径下Rx3接收通道的相位记为φ2；Tx1->O->Rx4路径下Rx4接收通道的相位记为φ3；Tx2->O->Rx1路径下Rx1接收通道的相位记为φ4；Tx2->O->Rx2路径下Rx2接收通道的相位记为φ5；Tx2->O->Rx3路径下Rx3接收通道的相位记为φ6；Tx2->O->Rx4路径下Rx4接收通道的相位记为φ7。本实施例中的第一相位差即第一发射天线的四个接收通道Rx1~ Rx4的四个相位φ0~φ3，与第二发射天线的四个接收通道Rx1~ Rx4的四个相位φ4~φ7进行比较后，得到的最大相位差；由图3所示出的，接收通道路径Tx1->O->Rx4与通道路径Tx2->O->Rx1间的距离相差最大，进而可得本实施例中的第一相位差即为Δψ1=φ4-φ3。本实施例中的第二相位差Δψ2即第一发射天线的四个接收通道Rx1~ Rx4中任意两个相邻接收通道的相位差，例如Rx1与Rx2间的相位差φ1-φ0，Rx3与Rx2间的相位差φ2-φ1，Rx4与Rx3间的相位差φ3-φ2，或者是第二发射天线的四个接收通道Rx1~ Rx4中任意两个相邻接收通道的相位差φ5-φ4，φ6-φ5，φ7-φ6。

步骤S103，基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理；其中，第一数据和第二数据中经过处理的为第一处理数据，未经过处理的为第一未处理数据。

本发明实施例中，利用第一相位差Δψ1和第二相位差Δψ2对第一发射天线的四个接收通道中的电磁波的相位进行补偿修正，或者，对第二发射天线的四个接收通道中的电磁波的相位进行补偿修正，替换原相位数据。例如，可以利用第一相位差Δψ1和第二相位差Δψ2对第一发射天线的四个接收通道中的电磁波的相位φ0~φ3进行补偿修正，得到新的相位φ0’~φ3’，将该φ0’~φ3作为第一处理数据，而未经过补偿修正的第二发射天线的四个接收通道中的电磁波的相位φ4~φ7作为第一未处理数据。经过补偿后的第一处理数据可以减小相邻虚拟接收通道间相位差发生较大的跳变以及两个发射天线各自所对应的接收通道内部相邻接收通道之间的相位差不均匀的影响。

步骤S104，基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角。

本发明实施例中，通过补偿后的第一处理数据和未补偿的第一未处理数据进行方位角的计算。例如，可以通过FFT方法对方位角进行测量。

一些实施例中，所述获取第一数据和第二数据，可以包括：

本发明实施例中，为了方便说明，可以对雷达的参数进行一些设定，该设定仅仅是为了对计算过程进行阐述，而不构成对本发明实施例的限制。参示图3，N点为两个发射天线的中心点，O点为目标所处的位置，目标径向距离为R。四路接收天线Rx1~Rx4之间的间距为λ/2，其中λ为波长，第一发射天线Tx1与第二Tx2之间的间距是2λ，Tx1与Rx4之间的间距为d，目标的方位角为θ。基于各个接收通道的路径长度：Tx1发射时，对应的各个接收通道的路径分别为：Tx1->O->Rx1，Tx1->O->Rx2，Tx1->O->Rx3，Tx1->O->Rx4；Tx2发射时，对应的各个接收通道的路径分别为：Tx2->O->Rx1，Tx2->O->Rx2，Tx2->O->Rx3，Tx2->O->Rx4，可以预设Tx1->O->Rx1路径下Rx1接收通道的相位φ0=0，则有：

Tx1->O->Rx2路径下Rx2接收通道的相位为:2*pi/λ*(OE-OF)；

Tx1->O->Rx3路径下Rx3接收通道的相位为:2*pi/λ*(OD-OF)；

Tx1->O->Rx4路径下Rx4接收通道的相位为:2*pi/λ*(OC-OF)；

Tx2->O->Rx1路径下Rx1接收通道的相位为:2*pi/λ*(AO-BO)；

Tx2->O->Rx2路径下Rx2接收通道的相位为:2*pi/λ*(AO+OE-BO-OF)；

Tx2->O->Rx3路径下Rx3接收通道的相位为:2*pi/λ*(AO+OD-BO-OF)；

Tx2->O->Rx4路径下Rx4接收通道的相位为:2*pi/λ*(AO+OC-BO-OF)；

式中，λ为预设波长。进一步，可以得出路径长度、目标径向距离R、预设波长λ、Tx1与Rx4之间的间距d和目标方位角θ的关系：

AO=sqrt(R^2+λ^2-2*R*λ*cos(pi/2+θ));

BO=sqrt(R^2+λ^2-2*R*λ*cos(pi/2-θ));

OC=sqrt(R^2+(λ+d)^2-2*R*(λ+d)*cos(pi/2-θ));

OD= sqrt(R^2+(1.5λ+d)^2-2*R*(1.5λ+d)*cos(pi/2-θ));

OE= sqrt(R^2+(2λ+d)^2-2*R*(2λ+d)*cos(pi/2-θ));

OF= sqrt(R^2+(2.5λ+d)^2-2*R*(2.5λ+d)*cos(pi/2-θ));

基于上述关系，进一步验证了Rx4与Rx1’的相位差是8个虚拟接收通道内部相邻两个通道之间相位差异最大的，为2*pi/λ*(AO+OF-BO-OC)。

一些实施例中，所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理，可以包括：

本发明实施例中，基于第一相位差和所述第二相位差之差，即Δψ1-Δψ2，对第一数据中各个接收通道中的电磁波的相位进行补偿，或者对第二数据中各个接收通道中的电磁波的相位进行补偿。

一些实施例中，所述基于第一数值，分别对第一数据中各个接收通道中的电磁波的相位，或第二数据中各个接收通道中的电磁波的相位进行补偿，可以包括：

本发明实施例中，[φ0’,φ1’,φ2’,φ3’]= [φ0,φ1,φ2,φ3]+α(Δψ1-Δψ2)，或者，[φ4’,φ5’,φ6’,φ7’]= [φ4,φ5,φ6,φ7]+α(Δψ1-Δψ2)；式中，φ0~φ3为未经补偿的第一数据，φ4~φ7为未经补偿的第二数据，φ0’~φ3’为经过相位补偿后的第一数据，φ4’~φ7’为经过相位补偿后的第二数据，α为修正系数，该系数与雷达工作频段、收发天线之间的间距等参数相关。基于上述相位补偿方法，可以减小相邻虚拟接收通道间相位差发生较大的跳变以及两个发射天线各自所对应的接收通道内部相邻接收通道之间的相位差不均匀的影响。

一些实施例中，第二相位差Δψ2为第一发射天线的四个接收通道Rx1~ Rx4中两个相邻接收通道的相位差中的最小相位差，或者，为第二发射天线的四个接收通道Rx1~ Rx4中两个相邻接收通道的相位差中的最小相位差。示例性的，Δψ2=φ1-φ0，或者Δψ2=φ5-φ4。取第二相位差为最小相位差，可以进一步提升相位补偿的效果，进一步减小相邻虚拟接收通道间相位差发生较大的跳变以及两个发射天线各自所对应的接收通道内部相邻接收通道之间的相位差不均匀的影响。

一个实施例中，针对上文中举例说明的参数设置，中心频率为77GHz，四路接收天线Rx1~Rx4之间的间距为λ/2，Tx1与Rx4之间的距离d=0.009m，Δψ2=φ1-φ0，α=0.32为一个较优的修正系数。

可选的，所述基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角，可以包括：

将所述相位序列作为指数，形成复数序列；

一些实施例中，例如对第二数据进行相位补偿时，形成相位序列[φ0,φ1,φ2,φ3,φ4’,φ5’,φ6’,φ7’]，将上述相位序列作为指数，形成复数序列，表示为e^j ^{[φ0,φ1,φ2,φ3,φ4’,φ5’,φ6’,φ7’]}，对该复数序列进行FFT处理，将复数序列的FFT结果的峰值点对应的角度作为目标的方位角。一个实施例中，进行FFT处理可以包括补零后做512点FFT运算。

参示表1，表1是采用上文中所述的参数设置，采取本申请所述的方位角计算方法计算所得的近场环境下测角结果和传统的计算方法所得的近场环境下测角结果的对比表：

表1 近场方位角计算方法结果对比表

由上表可以看到，传统的计算方法对于目标径向距离R=0.2m：在方位角θ=0°时，计算得到目标的方位角度为-1.12°，在方位角θ=30°时，计算得到的目标方位角度为28.97°，在方位角θ=50°时计算得到的目标方位角度为49.27°，均与真实的角度有一定的偏差。该偏差正是由于相邻虚拟接收通道间相位差发生较大的跳变以及两个发射天线各自所对应的接收通道内部相邻接收通道之间的相位差不均匀，造成目标径向距离R越小，角度偏差越大，目标方位角度θ越靠近法线方向，角度偏差越大。而本申请实施例提供的方法，在±60°范围内的角度偏差不超过0.14°，且与目标径向距离R无关，即使在0.1m的近距离环境下，仍然可以得到高精度的测角。

一些实施例中，当所述雷达为N发多收雷达时，N≥3，在所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理后，在基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角前，所述校准方法还包括：

本发明实施例中，以MIMO***为例，当发射天线的个数大于等三时，首先还依照上文中所述的计算方法，执行步骤S101至步骤S103，在获取了第一发射天线和第二发射天线对应的第一处理数据和第一未处理数据后，继续获取第三发射天线的第三数据，即第三发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相；之后基于第一处理数据和第三数据，计算第三相位差和第四相位差，第三相位差为第一处理数据与第三数据的相位差中的最大相位差，第四相位差为第一处理数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或者，第三数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；基于第三相位差和第四相位差，对第三数据进行处理，并将原第一处理数据加入第一未处理数据，将经过处理的第三据作为第一处理数据。以此类推，循环执行上述过程，直至遍历所有发射天线。执行完毕后，除第一数据或第二数据未经过处理外，其余第n数据均经过了相位补偿处理，再基于上述相位补偿后的N-1个发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，和一个未经相位补偿的发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，进行方位角的计算。本实施例中的方法，对于发射天线大于等于三个的情况，基于与发射天线为两个时相似的原理，同样减小相邻虚拟接收通道间相位差发生较大的跳变以及两个发射天线各自所对应的接收通道内部相邻接收通道之间的相位差不均匀的影响，可以起到很好的高精度的测角效果。本实施例中第n数据的获取过程、相位差的计算过程，以及对第n数据的处理过程，均可参照上文其他实施例中记载的内容，在此不再赘述。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图5是本发明实施例提供的雷达近场方位角计算装置的结构示意图，雷达包括多发多收雷达，当所述雷达为双发多收雷达时，双发多收雷达包括用于从不同位置发射电磁波的第一发射天线和第二发射天线，以及用于接收目标返回的电磁波的多个接收天线，参示图5，雷达近场方位角计算装置50包括：

第一获取模块51，用于获取第一数据和第二数据；其中，所述第一数据包括第一发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位，所述第二数据包括第二发射天线对应的各个接收通道中的电磁波的相位；

第一计算模块52，用于基于所述第一数据和所述第二数据，计算第一相位差和第二相位差；其中，所述第一相位差为第一数据与第二数据的相位差中的最大相位差，所述第二相位差包括第一数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差，或，第二数据中两个相邻接收通道中的电磁波的相位差；

第一处理模块53，用于基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理；其中，第一数据和第二数据中经过处理的为第一处理数据，未经过处理的为第一未处理数据；

方位角计算模块54，用于基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角。

一些实施例中，当所述雷达为N发多收雷达时，N≥3，所述校准装置还可以包括：

一些实施例中，所述获取第一数据和第二数据，可以包括：

获取第一发射天线对应的各个接收通道的路径长度和第一发射天线对应的各个接收通道路径长度；

所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理，包括：

一些实施例中，所述基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角，可以包括：

将所述相位序列作为指数，形成复数序列；

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述雷达近场方位角计算装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图6本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图6所示，在本实施例中，终端设备60包括：处理器61、存储器62以及存储在所述存储器62中并可在所述处理器61上运行的计算机程序63。所述处理器61执行所述计算机程序63时实现如实施例第一方面中所述的各实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，所述处理器61执行所述计算机程序63时实现上述雷达近场方位角计算装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块51至54的功能。

示例性地，所述计算机程序63可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器62中，并由所述处理器61执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序63在所述终端设备60中的执行过程。

所述终端设备可以是手机、平板电脑等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器61、存储器62。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备60的示例，并不构成对终端设备60的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备60还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器61可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器62可以是所述终端设备60的内部存储单元，例如终端设备60的硬盘或内存。所述存储器62也可以是所述终端设备60的外部存储设备，例如所述终端设备60上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器62还可以既包括所述终端设备60的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器62用于存储所述计算机程序63以及所述终端设备60所需的其他程序和数据。所述存储器62还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如实施例第一方面所述的各实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至步骤S104。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的雷达近场方位角计算方法、装置、终端及存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的雷达近场方位角计算装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种雷达近场方位角计算方法，所述雷达包括多发多收雷达，其特征在于，当所述雷达为双发多收雷达时，所述双发多收雷达包括用于从不同位置发射电磁波的第一发射天线和第二发射天线，以及用于接收目标返回的电磁波的多个接收天线，所述方法包括：

基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角；

所述获取第一数据和第二数据，包括：

预设任一接收通道中的电磁波的相位为零，基于预设波长，计算所述第一数据和所述第二数据；

当所述雷达为N发多收雷达时，N≥3，在所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理后，在基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角前，所述方法还包括：

2.如权利要求1所述的雷达近场方位角计算方法，其特征在于，所述基于所述第一相位差和所述第二相位差，对所述第一数据或所述第二数据进行处理，包括：

3.如权利要求2所述的雷达近场方位角计算方法，其特征在于，所述基于第一数值，分别对第一数据中各个接收通道中的电磁波的相位，或第二数据中各个接收通道中的电磁波的相位进行补偿，包括：

4.如权利要求1所述的雷达近场方位角计算方法，其特征在于，所述基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角，包括：

将所述相位序列作为指数，形成复数序列；

5.一种雷达近场方位角计算装置，所述雷达包括多发多收雷达，其特征在于，当所述雷达为双发多收雷达时，所述双发多收雷达包括用于从不同位置发射电磁波的第一发射天线和第二发射天线，以及用于接收目标返回的电磁波的多个接收天线，所述装置包括：

方位角计算模块，用于基于所述第一处理数据和所述第一未经处理的数据，计算目标的方位角；

所述第一获取模块，具体用于获取第一发射天线对应的各个接收通道的路径长度和第二发射天线对应的各个接收通道路径长度；

当所述雷达为N发多收雷达时，N≥3，所述装置还包括：

6.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的雷达近场方位角计算方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的雷达近场方位角计算方法的步骤。