【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线阵列信号调制的，特别涉及控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法。
技术介绍
1、数字相控阵天线广泛应用于无线通信、雷达、测控等领域。具体在测控领域，当卫星测控地面站与卫星进行通信时，卫星测控地面站的数字相控阵天线发射信号主瓣始终跟踪卫星的数字相控阵天线移动，理论上只会通过数字相控阵天线发射信号主瓣进行通信信号发送，但是除了数字相控阵天线发射信号主瓣外的各个方向会产生旁瓣波束，这些旁瓣波束也能够辐射通信信号，导致存在通信信号泄密等安全隐患。为此，需要对数字相控阵天线在旁瓣方向发出的信号进行抑制，避免旁瓣方向产生信号泄露。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其通过数字相控阵天线旁瓣抑制和旁瓣噪化，在旁瓣方向添加噪声或特定规格信号，在实现主瓣方向信号传输的同时，可有效提升通信的抗截获和抗定位能力，并可实施信息欺骗；该噪声调制方法主要包括基于数字相控阵天线包含的所有天线通道进行幅相校准对应的幅相校准因子，对数字相控阵天线包含的所有天线通道各自的输入信号分别进行幅相校准，将所有天线通道各自输出的幅相校准信号共同叠加形成的波束合成信号，并基于数字相控阵天线整体的导向矢量和主瓣方向信号的导向矢量，生成在相应旁瓣方向具有相应增益的旁瓣方向噪声信号；基于波束合成信号和旁瓣方向噪声信号，得到数字相控阵天线的最终输出信号；还对最终输出信号进行关于波束合成信号的主瓣方向信号和旁瓣方向噪声信号的功率分配，得到
2、本专利技术提供控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，包括如下步骤：
3、步骤s1，确定对数字相控阵天线包含的所有天线通道进行幅相校准对应的幅相校准因子；基于所述幅相校准因子，对所述数字相控阵天线包含的所有天线通道各自的输入信号分别进行幅相校准，使得所有天线通道分别输出相应的幅相校准信号；
4、步骤s2，获取所述数字相控阵天线包含的所有天线通道各自输出的幅相校准信号共同叠加形成的波束合成信号；确定所述波束合成信号的主瓣方向信号的导向矢量；
5、步骤s3，基于所述数字相控阵天线整体的导向矢量和所述主瓣方向信号的导向矢量，生成在相应旁瓣方向具有相应增益的旁瓣方向噪声信号；基于所述波束合成信号和所述旁瓣方向噪声信号，得到所述数字相控阵天线的最终输出信号；
6、步骤s4，对所述最终输出信号进行关于所述波束合成信号的主瓣方向信号和所述旁瓣方向噪声信号的功率分配，得到最终发射信号。
7、在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤s1中，确定对数字相控阵天线包含的所有天线通道进行幅相校准对应的幅相校准因子，包括：
8、基于数字相控阵天线包含的所有天线通道各自的幅相偏差，对所述数字相控阵天线的所有天线通道进行幅相校正，使得所有天线通道具有相同的幅相参数；
9、向完成幅相校正的数字相控阵天线的所有天线通道分别输入信号，并获取所有天线通道各自对应的输出信号；
10、基于所述输入信号和所述输出信号，确定对所述数字相控阵天线包含的所有天线通道进行幅相校准对应的幅相校准因子。
11、在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤s1中，基于所述输入信号和所述输出信号，确定对所述数字相控阵天线包含的所有天线通道进行幅相校准对应的幅相校准因子，包括：
12、基于所述数字相控阵天线包含的所有天线通道的输入信号矩阵x和所有天线通道的输出信号矩阵b，构建如下面公式（1）的关于所述数字相控阵天线的信号传输方程，
13、b=x·h+w （1）
14、在上述公式（1）中，w表示所述数字相控阵天线包含的所有天线通道的高斯白噪声矩阵；h表示对所述数字相控阵天线进行幅相校准对应的幅相校准因子矩阵；
15、基于上述公式（1），构建如下面公式（2）关于高斯白噪声矩阵的最小均方误差方程，
16、 （2）
17、对上述公式（2）进行求解，得到对所述数字相控阵天线进行幅相校准对应的幅相校准因子矩阵；再基于所述幅相校准因子矩阵，确定对所述数字相控阵天线包含的所有天线通道进行幅相校准各自对应的幅相校准因子。
18、在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤s1中，对上述公式（2）进行求解，得到对所述数字相控阵天线进行幅相校准对应的幅相校准因子矩阵，包括：
19、基于所述数字相控阵天线包含的所有天线通道的输入信号矩阵x，得到自相关矩阵rx；其中，rx=x×xh，xh表示输入信号矩阵xh的转置共轭矩阵，×表示叉乘；
20、基于所述数字相控阵天线包含的所有天线通道的输入信号矩阵x和所有天线通道的输出信号矩阵b，得到互相关矩阵p；其中，p=x×b*，b*表示输出信号矩阵b的共轭矩阵，×表示叉乘；
21、基于下面公式（3），得到对所述数字相控阵天线进行幅相校准对应的幅相校准因子矩阵h，
22、 （3）
23、在上述公式（3），表示自相关矩阵rx的逆矩阵。
24、在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤s2中，确定所述波束合成信号的主瓣方向信号的导向矢量，包括：
25、基于所述数字相控阵天线的天线通道分布几何参数，确定所述数字相控阵天线整体的导向矢量；
26、从所述数字相控阵天线整体的导向矢量确定所述波束合成信号的主瓣方向信号的导向矢量。
27、在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤s2中，所述数字相控阵天线的天线通道分布几何参数包括所述数字相控阵天线中平行于x轴方向的天线阵元间距和平行于y轴方向的天线阵元间距。
28、在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤s3中，基于所述数字相控阵天线整体的导向矢量和所述主瓣方向信号的导向矢量，生成在相应旁瓣方向具有相应增益的旁瓣方向噪声信号，包括：
29、基于所述数字相控阵天线整体的导向矢量和所述主瓣方向信号的导向矢量，构建下面的约束优化方程（4）和（5），
30、 （4）
31、 （5）
32、在上述公式（4）和（5）中，表示所述数字相控阵天线整体的导向矢量；表示所述主瓣方向信号的导向矢量；w表示所述旁瓣方向噪声信号的导向矢量；wh表示所述旁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
3.如权利要求2所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
4.如权利要求3所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
5.如权利要求4所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
6.如权利要求5所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
7.如权利要求6所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
8.如权利要求7所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
9.如权利要求8所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
10.如权利要求9所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
3.如权利要求2所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
4.如权利要求3所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
5.如权利要求4所述的控制噪声分布的数字相控阵天线多方向的噪声调制方法，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李牧，邱鹏，
申请(专利权)人：成都中科合迅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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