[0001] 本发明涉及雷达阵列通道校正技术领域，特别涉及一种解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法及装置。

[0002] 阵列雷达通过空域的扫描可以求解目标的方位，这是相控阵雷达测角的基础。然而在实际的系统中，阵列通道存在不确定的幅度和相位误差，这使得雷达阵列测角的性能严重下降，甚至完全失效。为了补偿阵列通道的幅相误差，存在合作源与非合作源两种解决思路。

[0003] 合作源思路是通过方位已知的信号源进行通道校正，根据技术途径不同可分为三类：信标、应答器和已知方位的目标回波。信标通过发射一个与雷达同步的信号来实现，刘帅（2018年）便是采用该思路，该方法测量的通道校正值准确度高，但是需要在雷达工作远场设置信标，系统复杂不利于业务化运行。应答器的基本工作流程是首先接收雷达的直达波信号，然后进行距离和速度偏置后再转发回去，方繁（2015年）描述了这样一种基于直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis，简写为：DDS）的高频雷达应答器的设计，该方法的特点与信标方法类似，通道校正值的准确度虽然高，但是系统复杂不利于工程实现。使用已知方位的目标回波的思路需要通过其他途径获取雷达回波中目标的真实位置，譬如船舶自动识别系统（Automatic Identification System，简写为：AIS）便可以提供船只的位置信息。Zhao Chen（2020年）便通过具有AIS信息的船舶的回波提取了阵列的通道校正值，并进一步得到了阵列通道的方向图畸变因素。总的来说，基于合作源的通道校正方法均需要附加设备，使得系统结构复杂化，不利于业务化运行。

[0004] 非合作源思路不需要额外设备，可以直接从雷达回波中提取通道校正值，黄朝（2022年）、付伟（2021年）、陈泽宗（2020年）等通过雷达多个单信号源的寻优来获取阵列通道的校正值，但是这类寻优方法运算效率低并且容易收敛于局部最优值。张兰（2023年）公开了一种基于双目标联合导向矢量的方法，首先通过两个单信源消除共有的通道校正值，然后使用双目标联合导向矢量估计非合作源的真实方位，便可以进一步计算得到通道校正值。但是双目标联合导向矢量具有模糊性，会出现两组目标估计结果，其中一组是错误方位估计结果。消除这种模糊性的最佳方法便是约束雷达的探测视角小于180度，但是这限制了该方法的使用场景。或者使用多组估计结果的众值来减弱模糊的方位估计结果的影响，但是用来求取众值的样本中会有接近一半的错误数据，这将会导致估计结果的稳定性不足。

[0005] 有鉴于此，如何克服现有技术的缺陷，解决现有技术使用非合作源通过双目标联合导向矢量方法进行通道校正时，非合作源方位估计会出现一组模糊值，进而导致通道校正结果不稳定的问题，是本技术领域待解决的难题。

[0017] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0019] 需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0020] 除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0021] 本发明针对使用非合作源通过双目标联合导向矢量方法进行通道校正时，非合作源方位估计会出现一组模糊值，进而导致通道校正结果不稳定的问题；提供了一种解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法及装置来解决该问题。

[0022] 首先，得到当前单信源与辅助单信源的联合MVDR谱，每次估计保留最高两个谱峰对应的两组方位估计结果。

[0023] 其次，计算该单信源多个估计方位与候选方位的欧氏距离，并选取最小的一半距离值取其平均得到半数欧氏平均距离，该平均距离最小时的候选方位便是该单信源估计方位。

[0024] 然后，根据该单信源估计的方位，扣除采样数据中的估计方位的固有阵列导向矢量，得到通过该单信源得到的通道校正值。

[0025] 最后，通过多个单信源得到的校正值，取幅度的中位数得到幅度校正值，取相位的中位数得到相位的校正值。

[0026] 具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

[0027] 实施例1本发明实施例1提供了一种解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法，可适用于高频地波雷达非合作源通道校正，其中要解决的技术问题为双目标联合导向矢量在进行角度估计时的模糊性，参考图3所示。请参见图1和图2所示，该解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法包括但不限于以下步骤：
步骤S101：得到当前单信源与辅助单信源的联合MVDR谱，每次估计保留最高两个谱峰对应的两组方位估计结果。

[0028] 具体的，使用双目标联合导向矢量的方法获取一号单信源与n号辅助单信源的联合MVDR谱：（1）；
其中， 表示共轭转置， 表示矩阵求逆。 为两个单信源可能
的目标方向，两者的范围包含所有方位角方向，即 。
为联合导向矢量， 为1号单信源和n号辅助单信源构造的联合协方差矩阵，可通过如下公式计算：
（2）；
（3）；
其中， 表示雷达工作频率对应的
波数，为雷达接收天线的个数，表示单信源的个数。 为阵列正东方
向的坐标， 为阵列正北方向的坐标。 分别为1号单信源和n号
辅助单信源的采样快拍数据，其为 二维矩阵，M为采样的快拍数。

[0029] 取 最高的两个谱峰对应的两组角度估计结果 和。便可以得到1号单信源两个可能的方位 ， ,其中一个是真值，一
个是模糊值。

[0030] 同理，1号单信源与可与N‑1个辅助单信源联合估计，1号单信源最终可以得到个可能的方位估计结果，其中一半是正确值，一半是模糊值。

[0031] 步骤S102：计算该单信源多个估计方位与候选方位的欧氏距离，并选取最小的一半距离值取其平均得到半数欧氏平均距离，该平均距离最小时的候选方位便是该单信源估计方位。

[0032] 具体的，计算1号单信源 个方位估计结果与候选方位 的欧式距离，得到如下 数列：（4）；
对该数列按照由低到高进行排序，得到 ：
（5）；
进一步得到衡量每一个候选方位可靠性的指标：半数欧式平均距离，该指标是解双目标联合导向矢量模糊性的关键，如下公式计算：
（6）；
其中， 越小，该候选方位越可能是一号单信源的真实目标方位。
取最小值时的 ，此即为1号单信源估计得到的方位 。

[0033] 步骤S103：根据该单信源估计的方位，扣除采样数据中的估计方位的固有阵列导向矢量，得到通过该单信源得到的通道校正值。

[0034] 具体的，计算根据1号单信源得到的通道校正值，首先扣除1号单信源采样信号的固有导向矢量，得到 ：（7）；
其中， 表示由其后向量作为对角元素构造的对角矩阵。 表示取信
号的共轭。 为 方向的导向矢量，可通过如下公式计算：
（8）；
使用 的第一行数据，对 归一化得到 ：
（9）；
其中， 为 的第一行数据。 对其每一个元素求其模，然后取每一行的中位数，得到1号单信源估计的幅度校正值 ; 对其每一个元素求其相位，然后取每一行的中位数，得到1号单信源估计的相位校正值 。

[0035] 步骤S104：通过多个单信源得到的校正值，取幅度的中位数得到幅度校正值，取相位的中位数得到相位的校正值。

[0036] 具体的，对其他单信源重复步骤S101到步骤S103，获得其对应估计的幅度校正值与相位校正值 。将所有单信源估计的幅度校正值排列为矩阵 ，其为 的矩阵，表示为：（10）；
对 的每一行取其中位数，便可以得到最终的幅度校正值 。

[0037] 将所有单信源估计的相位校正值排列为矩阵 ，其为 的矩阵，表示为：（11）；
对 的每一行取其中位数，便可以得到最终的相位校正值 。

[0038] 综上所述，本发明实施例中提供了一种解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法，首先，得到当前单信源与辅助单信源的联合MVDR谱，每次估计保留最高两个谱峰对应的两组方位估计结果。其次，计算该单信源多个估计方位与候选方位的欧氏距离，并选取最小的一半距离值取其平均得到半数欧氏平均距离，该平均距离最小时的候选方位便是该单信源估计方位。然后，根据该单信源估计的方位，扣除采样数据中的估计方位的固有阵列导向矢量，得到通过该单信源得到的通道校正值。最后，通过多个单信源得到的校正值，取幅度的中位数得到幅度校正值，取相位的中位数得到相位的校正值。

[0039] 总体而言，通过本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比的优势主要表现在，使用双目标联合导向矢量进行通道校正时，不需要限制雷达探测视角小于180度，同样也可以避免模糊的角度估计结果的影响，克服了双目标联合导向矢量的模糊性，通道校正结果更加稳定。

[0040] 实施例2在实施例1的基础上，本发明实施例还提供了一种解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正系统，参考图4所示，系统包括方位估计结果获取模块、单信源估计方位获取模块、通道校正值获取模块以及最终校正值获取模块，其中：所述方位估计结果获取模块用于：得到当前单信源与辅助单信源的联合MVDR谱，每次估计保留最高两个谱峰对应的两组方位估计结果。所述单信源估计方位获取模块用于：计算该单信源多个估计方位与候选方位的欧氏距离，并选取最小的一半距离值取其平均得到半数欧氏平均距离，该平均距离最小时的候选方位便是该单信源估计方位。所述通道校正值获取模块用于：根据该单信源估计的方位，扣除采样数据中的估计方位的固有阵列导向矢量，得到通过该单信源得到的通道校正值。所述最终校正值获取模块用于：通过多个单信源得到的校正值，取幅度的中位数得到幅度校正值，取相位的中位数得到相位的校正值。

[0041] 上述系统中描述的各个模块均在实施例1中有相应功能的具体介绍，在此就不再赘述。

[0042] 实施例3本发明实施例还提供了一种解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正装置，请参见图5，其示出了能够执行图1所述解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法的硬件结构。

[0043] 所述解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正装置包括：至少一个处理器11；以及，与所述至少一个处理器11通信连接的存储器12，图5中以一个处理器11为例。所述存储器12存储有可被所述至少一个处理器11执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器11执行，以使所述至少一个处理器11能够执行上述图1所述的解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法。所述处理器11和所述存储器12可以通过总线或者其它方式连接，图5中以通过总线连接为例。

[0044] 存储器12作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法对应的程序指令/模块。处理器11通过运行存储在存储器12中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法。

[0045] 存储器12可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正系统的使用所创建的数据等。此外，存储器12可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其它非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器12可选包括相对于处理器11远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

[0046] 所述一个或者多个模块存储在所述存储器12中，当被所述一个或者多个处理器11执行时，执行上述任意方法实施例中的解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法，例如，执行以上描述的图1‑图2的方法步骤。

[0047] 上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

[0048] 本发明实施例还提供了一种非易失性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可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图1‑图2的方法步骤。

[0049] 本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的解双目标联合导向矢量模糊性的通道校正方法，例如，执行以上描述的图1‑图2的方法步骤。

[0050] 需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。

[0051] 通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read‑Only Memory, ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory, RAM）等。

[0052] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。