基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法，方法包括以下步骤：将时间调制平面阵列划分为S个子阵列；根据所需旁瓣和波束指向，求取每个子阵列的加权值；根据加权值计算每个子阵列的开关时间；由开关时间进行调制，生成波束。本发明专利技术提出的方法将时间调制平面阵列进行分块，分块之后的子阵同时扫描输出，从而形成等效的波束。由于子阵的数目比原先阵元数目更少，因此总调制时间下降，系统可以更快地完成一次扫描，且无需带宽更窄的滤波器。同时，由于调制频率变大，谐波频率间隔增大，系统也可以传输带宽更大的信号。最后，由于分块后的多个子阵同时扫描，因此系统的总开关时间增加，系统的效率也有所提高。

【技术实现步骤摘要】
基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法
本专利技术属于阵列信号处理领域，特别涉及一种基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法。
技术介绍
时间调制阵列是一种新型阵列，相比于相控阵，它没有使用移相器，而是采用了射频开关，通过时间序列的方式来改变波束的相位。由于增加了时间这一新维度，因此也被称为4-D阵列。时间调制阵列通过优化时间序列即可实现低旁瓣的波束方向图，目前有大量这方面的研究。分析时间调制阵列产生信号的一般方法是将其转换为傅里叶级数进行分析。时间序列是高低电平开关信号，在频域内是基波和无数个谐波信号的组合。一般情况下，当使用基波时，谐波被认为是无用的，因此大量研究都集中在抑制时间调制阵列产生的谐波上。由于时间调制的特性，不同的入射信号会产生不同的谐波信号，目前针对谐波也有很多相关研究。根据谐波所表现出的特性，很多研究将其利用到方向定位和通信传输上。因此有必要对谐波的波束形成过程进行深入研究。由于不同的谐波频率不同，当进行谐波波束形成时，需要滤波器进行滤波，从而得到所需要的谐波。谐波的频率间隔即为调制频率，调制频率的上限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1，将时间调制平面阵列划分为S个子阵列；/n步骤2，根据所需旁瓣和波束指向，求取每个子阵列的加权值；/n步骤3，根据加权值计算每个子阵列的开关时间；/n步骤4，由所述开关时间进行调制，生成波束。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，将时间调制平面阵列划分为S个子阵列；
步骤2，根据所需旁瓣和波束指向，求取每个子阵列的加权值；
步骤3，根据加权值计算每个子阵列的开关时间；
步骤4，由所述开关时间进行调制，生成波束。


2.根据权利要求1所述的基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法，其特征在于，步骤1中所述时间调制平面阵列包括M×N阵元，S的取值范围为2≤S≤MN，S为正整数，S＝1时，代表不分块；当S＝MN时，代表每个阵元都是子阵。


3.根据权利要求2所述的基于分块子阵的时间调制平面阵列波束形成方法，其特征在于，步骤1中划分为S个子阵列后的时间调制平面阵列的阵列因子AFp(βx,βy,t)为：



式中，和dx和dy分别为x和y坐标轴上每个阵元之间的间距，s表示第s个子阵列，其取值范围为1≤s≤S，Ms×Ns表示第s个子阵列中的阵元数目，Ms、Ns分别表示第s个子阵列中每一行、每一列的阵元数目；ω0＝2πf0为载频信号的角频率，k代表波数，和θ分别为信号方位角和仰角，Us,mn(t)为第s个子阵列的时间开关函数，和分别表示第s个子阵列中第m行第n列处的阵元即第mn个阵元的开启、关闭时间，表示第s个子阵列中第mn个阵元的调制周期；Ds表示子阵之间的空间相位差；
第s个子阵列的时间调制周期的设置原则为：
原则1:
原则2:
原则3:
式中，表示系统硬件能够达到的最小调制周期，Tp表示时间调制平面阵列分块之前的调制周期；
根据所述原则将每个子阵列的时间周期设置为Tp/S。


4.根据权利要求3所述的基于分块子阵的时间调制平面阵列波...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文，马越，缪晨，陈春红，汪敏，康炜，齐世山，王晶琦，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32