基于1-bit可编程超表面的信号测向系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于1

【技术实现步骤摘要】
基于1
‑
bit可编程超表面的信号测向系统及方法


[0001]本专利技术属于信号测向
，涉及一种基于1
‑
bit可编程超表面的信号测向系统及方法。

技术介绍

[0002]传统的测向方法可以分为多射频链和单射频链两大类。多射频链类的测向方法多需要获取多个通道的相位差、幅值差或到达时间差等用来估计信号方向，这使得整个系统的结构非常复杂。而现有的单射频链测向方法虽然做到了结构的简化，但大多方法都存在计算复杂度高、稳定性要求高等缺点。近年来诞生了一些基于时间调制阵列的测向方法，该类方法属于单射频链测向，其原理是通过周期性的开关或相移调制使输出的信号包含基波和各次谐波分量，而信号入射方向不同会导致分量之间的相对关系发生变化，故可以通过分析分量之间的数学关系进行角度的计算，它相比传统单射频链测向方法有着更加简单的数学运算需求。然而，时间调制阵列本身也属于天线阵列，其阵元需要根据工作频段定制化设计，且阵元尺寸受到工作波长的限制难以轻量化、小型化。因此，当前在信号测向领域缺少低复杂度、低成本、易部署且能精度也达到一定要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于1
‑
bit可编程超表面的信号测向系统，其特征在于：包括1
‑
bit可编程超表面，若所述可编程超表面为反射型，则其接收信号的一面分布有M
×
N个单元天线，若为透射型，则两面对称分布有M
×
N个单元天线，其中M为单元天线的行数，N为单元天线的列数；所述可编程超表面还连接有用于对单元天线施加周期性调制序列的控制器；在距离所述可编程超表面几何中心一定距离处设有接收天线，所述接收天线连接接收机，所述接收机内设有信号处理模块和角度计算模块；所述信号处理模块用于通过快速傅里叶变换FFT或离散傅里叶变换DFT处理接收信号；所述角度计算模块用于根据各单元天线的周期性调制序列和接收信号处理模块的结果，计算出入射信号的方向。2.一种基于1
‑
bit可编程超表面的信号测向方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过1
‑
bit可编程超表面上的各单元天线接收入射信号；S2：对各单元天线施加周期性调制序列；S3：各单元天线对入射信号施加上相移后射出，被接收天线接收；S4：根据周期性调制序列计算出各单元天线的基波分量和一次谐波分量对应的傅里叶系数；S5：计算出接收天线处的基波分量和一次谐波分量；S6：得到一次谐波分量与基波分量的比值与入射信号方向的函数关系；S7：根据实际测得的一次谐波分量与基波分量的比值，计算出入射信号的方向。3.根据权利要求2所述的基于1
‑
bit可编程超表面的信号测向方法，其特征在于：所述步骤S1中，1
‑
bit可编程超表面的单元天线间距D为半波长，接收天线位于超表面中心正前方，距离为F；1
‑
bit可编程超表面上有M
×
N个单元天线，其中M为单元天线的行数，N为单元天线的列；在笛卡尔坐标系中，第(m,n)单元天线的坐标为[(m
‑
(M+1)/2)D,(n
‑
(N+1)/2)D,0]，其中m表示该单元天线所在行数，n表示该单元天线所在列数，接收天线坐标为[0,0,F]，则第(m,n)单元天线与接收天线的距离l
m,n
为：4.根据权利要求3所述的基于1
‑
bit可编程超表面的信号测向方法，其特征在于：步骤S2中所述周期性调制序列包括：引入第(m,n)单元的周期性切换函数U
m,n

【专利技术属性】
技术研发人员：白琳，曹宏亮，张学军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：