【技术实现步骤摘要】
一种基于耦合阵列的测向方法
本专利技术公开了一种耦合阵列的应用方法，其中涉及了一种采用耦合阵列的相关理论推导实现测向应用的方法。
技术介绍
随着射频和基带集成电路的发展，基于阵列天线的微波系统小型化需求逐渐增强。虽然射频前端和基带系统小型化会改善工作性能，但是系统中小型化的阵列天线会导致阵列天线单元间产生强耦合，使得各射频通路电流中具有非独立成分并难以分离，使得系统工作性能极大降低。阵列天线单元间的耦合关系可利用一个电路阻抗有效表征，但是实际上很难测量该电路阻抗，尤其是对于大尺寸耦合阵列或者与接收机模块相接的耦合阵列。很少有一个有效的模型和方法可以描述耦合阵列的耦合关系以及测量耦合矩阵，因此在未知电路阻抗的情况下利用耦合阵列进行无线应用是十分困难的。无线电定位测向，目的是为了估计非协作信号源发出的射频或微波信号的入射角。传统的定位方法包括旋转或切换有向天线、Watson-Watt测向法、到达时差法(TDOA)、和差分析、多普勒分析(Doppler)以及应用在更为复杂的相控阵系统和多输入多输出(MIMO)系统中...
【技术保护点】
1.一种基于耦合阵列的测向方法，其特征在于：方法采用测向系统，所述的测向系统包括一个CMOS图像传感器(32)、一个基于耦合阵列的信号相位检测系统、一个信号源(12)和电脑(31)，CMOS图像传感器(32)朝向信号源(12)拍摄，信号源(12)位于CMOS图像传感器(32)视野范围内，CMOS图像传感器(32)输出连接到电脑(31)；基于耦合阵列的信号相位检测系统包括耦合阵列、接收机模块(19-24)、相位检测模块(25-29)和单片机(30)；耦合阵列是由L个阵列天线单元(13-18)规则排布构成，接收机模块(19-24)是由L个接收机构成，相位检测模块(25-29)是...
【技术特征摘要】
1.一种基于耦合阵列的测向方法，其特征在于：方法采用测向系统，所述的测向系统包括一个CMOS图像传感器(32)、一个基于耦合阵列的信号相位检测系统、一个信号源(12)和电脑(31)，CMOS图像传感器(32)朝向信号源(12)拍摄，信号源(12)位于CMOS图像传感器(32)视野范围内，CMOS图像传感器(32)输出连接到电脑(31)；基于耦合阵列的信号相位检测系统包括耦合阵列、接收机模块(19-24)、相位检测模块(25-29)和单片机(30)；耦合阵列是由L个阵列天线单元(13-18)规则排布构成，接收机模块(19-24)是由L个接收机构成，相位检测模块(25-29)是由N-1个相位检测芯片电路构成，相位检测芯片电路有2个输入端，阵列天线单元(17)经接收机连接到其余L-1个相位检测芯片电路的输入端，其余L-1个阵列天线单元(13-16、18)依次经各自的接收机连接到相位检测芯片电路的另一个输入端，L-1个相位检测芯片电路的输出连接到单片机(30)的输入端，单片机(30)输出端连接到电脑(31)；针对耦合阵列建立混合等效电路模型，通过CMOS图像传感器(32)拍摄信号源(12)的图像并处理后获得入射角信息，同时利用基于耦合阵列的信号相位检测系统实时检测信号源(12)发出的电磁入射波被接收时的接收电流相位差信息；最后利用接收电流信息和入射角信息相结合通过优化算法求解混合等效电路模型，采用混合等效电路模型对待测信号源采集获得的接收电流相位差信息进行处理，获得信号源的位置，实现了信号源的定位测量。
2.根据权利要求1所述的一种基于耦合阵列的测向方法，其特征在于：所述方法具体为：
1)建立混合等效电路模型
所述的混合等效电路模型中作为入射到阵列天线单元表面时信号源(12)所发射的电磁入射波等效的电压向量V，作为阵列天线单元的耦合参数等效的电路阻抗矩阵Z以及作为阵列天线单元接收到信号源(12)所发射电磁入射波的接收电流等效的电路电流向量I，表示为：
V＝(r+Z)I
上述公式两边均除以V中任意等效电压的模值|V|后表示为：
r＝η/cosθ
其中，r为由r构成的对角矩阵，r为入射到耦合阵列表面时电磁入射波的匹配参数，η为波阻抗，θ和分别对应入射角中的俯仰角和方位角；
2)将信号源(12)布置在一个空间位置上，CMOS图像传感器(32)拍摄信号源(12)的图像并进行图像分析处理，获得信号源(12)相对于CMOS图像传感器(32)图像成像面的视角坐标
3)将信号源(12)布置在一个空间位置上进行测量，通过基于耦合阵列的信号相位检测系统同步获得相位差信息，信号源(12)发出的电磁入射波被阵列天线单元接收时的接收电流相位为β1,β2,...,βL，L表示基于耦合阵列的...
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