基于微波光子的单微波信号波达方向角估计方法技术

本发明专利技术提出了一种基于微波光子的单微波信号波达方向角的估计方法，旨在降低计算量的前提下实现对单个微波信号波达方向角的估计，并提高估计的精度。实现步骤为：构建微波光子系统S；四个接收天线单元接收单个波达方向角待测的微波信号；第一马赫曾德尔调制器M1对微波信号和光载波信号进行强度调制；M2、M3和M4分别对各自接收的微波信号与M1输出的一阶边带信号进行强度调制；C1、C2和C3分别测量载频信号光功率；计算实际观测向量并对其进行噪声抑制；采用凸优化问题的公式，计算待测微波信号v(t)的对应波达方向角θ。本发明专利技术采用基于微波光子的系统进行信号波达方向角估计，使用了凸优化问题的公式对计算数据进行处理，提高了估计效率和估计精度，可用于目标检测与无源定位。

【技术实现步骤摘要】
基于微波光子的单微波信号波达方向角估计方法
本专利技术属于光电通信
，特别涉及一种单微波信号波达方向角的估计方法,可用于目标检测与无源定位。
技术介绍
微波信号是指波长在0.1毫米至1米之间的电磁波信号。自上世纪七十年代以来，伴随着半导体激光器、高速光电调制器、光纤光学、集成光子学、微波天线、微波单片集成电路等等光子学技术与微波技术的蓬勃发展，出现了一种将微波与光学两门学科相结合的一项交叉领域——微波光子学。微波光子学是一个新兴的学科，研究的是利用光子学方法来处理微波信号。微波光子技术所特有的大带宽、集成体积小和强抗电磁干扰等优势，为处理大带宽、高频率的毫米段微波信号提供一种比较有潜力的解决办法。信号的波达方向角DOA估计是阵列信号处理领域的一个重要分支，它是指利用天线阵列对空间声学信号、电磁信号进行感应接收，再运用现代信号处理方法快速准确的估计出信号源的方向。DOA估计在生产和生活领域有重要的意义，例如在雷达系统中的应用，如雷达抗干扰系统中，可以用来确定干扰的来向米波雷达方向中，用来确定超分辨问题在雷达低角度的跟踪中，用来实现精本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微波光子的单微波信号波达方向角的估计方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)构建微波光子系统S：/n构建微波光子系统S，包括第一马赫曾德尔调制器M1，以及与M1的输出端并行连接的第二马赫曾德尔调制器M2、第三马赫曾德尔调制器M3和第四马赫曾德尔调制器M4；所述第一马赫曾德尔调制器M1的两个输入端分别连接有第一接收天线单元R1和激光信号源L；所述第二马赫曾德尔调制器M2、第三马赫曾德尔调制器M3、第四马赫曾德尔调制器M4的输入端分别连接有第二接收天线单元R2、第三接收天线单元R3、第四接收天线单元R4，输出端分别级联有第一载频信号测量单元C1、第二载频信号测量单元C2、第三载频信号测...

【技术特征摘要】
1.一种基于微波光子的单微波信号波达方向角的估计方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)构建微波光子系统S：
构建微波光子系统S，包括第一马赫曾德尔调制器M1，以及与M1的输出端并行连接的第二马赫曾德尔调制器M2、第三马赫曾德尔调制器M3和第四马赫曾德尔调制器M4；所述第一马赫曾德尔调制器M1的两个输入端分别连接有第一接收天线单元R1和激光信号源L；所述第二马赫曾德尔调制器M2、第三马赫曾德尔调制器M3、第四马赫曾德尔调制器M4的输入端分别连接有第二接收天线单元R2、第三接收天线单元R3、第四接收天线单元R4，输出端分别级联有第一载频信号测量单元C1、第二载频信号测量单元C2、第三载频信号测量单元C3，其中第一载频信号测量单元C1由第一贝塞尔光学滤波器B1和第一光功率计W1串联而成，第二载频信号测量单元C2由第二贝塞尔光学滤波器B2和第二光功率计W2串联而成，第三载频信号测量单元C3由第三贝塞尔光学滤波器B3和第三光功率计W3串联而成，激光信号源L的光载波信号频率为f；
(2)四个接收天线单元接收单个波达方向角待测的微波信号：
接收天线单元R1、R2、R3、R4分别接收频率为f'待测波达方向角为θ的微波信号v(t)、v(t-△t)、v(t-2△t)、v(t-3△t)，其中c为光速，d表示R1与R2、R2与R3、R3与R4之间的距离，d>0；
(3)第一马赫曾德尔调制器M1对微波信号和光载波信号进行强度调制：
第一马赫曾德尔调制器M1对R1接收的单个待测波达方向角的微波信号v(t)和激光信号源L输出的光载波信号vf(t)进行强度调制，输出端得到一组频率为f-f'和f+f'的一阶边带信号vf-1(t),vf+1(t)；
(4)M2、M3和M4分别对各自接收的微波信号与M1输出的一阶边带信号进行强度调制：
第二马赫曾德尔调制器M2对R2接收的微波信号v(t-△t)和M1输出的一阶边带信号vf-1(t),vf+1(t)进行强度调制，输出端得到强度调制后的一组输出信号E1,E2,E3,E4；第三马赫曾德尔调制器M3对R3接收的微波信号v(t-2△t)和M1输出的一阶边带信号vf-1(t),vf+1(t)进行强度调制，输出端得到强度调制后的一组输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晶晶，宗汝，李超，谭富伟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61