基于开关的部分极化信号多极化阵列测向方法技术

本发明专利技术公开了基于开关的部分极化信号多极化阵列测向方法，具体用于减少接收机中的射频链路数以及提高测向精度。本发明专利技术方法首先布置多极化阵列，然后基于开关的部分极化信号接收采样，得到多极化阵列各方向极化单元的输出向量，获得多极化阵列各个极化方向输出对应的协方差矩阵，对各个极化方向的协方差矩阵求和，最后基于求和后的协方差矩阵进行测向。本发明专利技术方法减少了射频链路的数量，从而降低了成本和功耗，相对传统测向方法具有更高的精度。本发明专利技术方法既可应用于双极化阵列，也可应用于三极化阵列。相比于双极化阵列，三极化阵列可提供更高的测向精度。提供更高的测向精度。提供更高的测向精度。

【技术实现步骤摘要】
基于开关的部分极化信号多极化阵列测向方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，涉及对部分极化信号的测向方法，具体是一种基于开关的部分极化信号多极化阵列测向方法。

技术介绍

[0002]测向技术利用天线阵列估计电磁信号的来波方向，在雷达、通信等军用和民用
有重要的应用。一般情况下阵列是由单极化天线组成，但是当信号极化与天线极化不同时会发生极化失配，导致信噪比的损失。因此，为了提高信噪比，需采用多极化天线阵列。目前，多极化阵列测向方法大多假设信号属于完全极化，即信号极化状态固定。但在许多应用场合，比如雷达和电离层通信，信号的极化状态随时间变化，对应的信号属于部分极化。针对完全极化信号的测向方法无法应用于部分极化信号。另外，完全极化信号可视为部分极化信号的一种特例，研究部分极化信号的测向方法更具普遍意义。
[0003]针对部分极化信号，已有的报道方法主要采用双极化阵列对信号进行接收和测向。文献1：Shu T,Wang K,He J,et al.Subspace
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Based Method for Directi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于开关的部分极化信号多极化阵列测向方法，其特征在于，该方法具体如下：步骤(1)布置多极化阵列，所述多极化阵列为双极化阵列或三极化阵列：在xyz三维直角坐标系中，沿x轴布置由M个相同天线构成的均匀线阵，每个天线即为一个阵元，d表示相邻阵元的间距，取d＝λ/2，λ为信号波长；双极化阵列中的每个天线包含两个正交极化单元，分别为x方向极化单元和y方向极化单元，每个极化单元有单独的输出，即每个阵元有两个输出端口；三极化阵列中的每个天线包含三个正交极化单元，分别为x方向极化单元、y方向极化单元和z方向极化单元，每个极化单元有单独的输出，即每个阵元有三个输出端口；步骤(2)基于开关的部分极化信号接收采样，得到多极化阵列各方向极化单元的输出向量：均匀线阵中的每个天线只配备一个射频链路用于信号的接收采样；每个天线的不同极化单元通过开关，以时分复用的方式连接至射频链路进行信号的接收采样；双极化阵列中的开关为单刀双掷开关，三极化阵列中的开关为单刀三掷开关；不同天线的开关切换时序同步，即不同天线的开关在同一时刻连接至各自天线的相同方向极化单元；步骤(3)获得多极化阵列各个极化方向输出对应的协方差矩阵：所有天线的x方向、y方向、z方向极化单元的输出对应的协方差矩阵分别为：R
x
＝E{x[n]x
H
[n]}＝A(θ)R
sx
A
H
(θ)+σ2I
M
；R
y
＝E{y[n]y
H
[n]}＝A(θ)R
sy
A
H
(θ)+σ2I
M
；R
z
＝E{z[n]z
H
[n]}＝A(θ)R
sz
A
H
(θ)+σ2I
M
；其中，(
·
)
H
表示共轭转置，R
sx
、R
sy
和R
sz
分别表示信号向量s
x
[n]、s
y
[n]和s
z
[n]的协方差矩阵，I
M
表示M阶单位矩阵；接收采样N个快拍后，R
x
近似求解R
y
近似求解R
z
近似求解如果采用双极化阵列，得到和如果采用三极化阵列，得到和步骤(4)对各个极化方向的协方差矩阵求和：如果采用双极化阵列，求和后的协方差矩阵中间参数R
sdual
＝R
sx
+R
sy
；如果采用三极化阵列，求和后的协方差矩阵中间参数R
stri
＝R
sx
+R
sy
+R
sz
；步骤(5)基于求和后的协方差矩阵进行测向：首先，对求和后的协方差矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘玉剑，崔世豪，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：