[发明专利]一种基于时间调制阵列谐波能量检测的无线电测向方法

说明书

本发明属于无线电监测领域，具体涉及一种基于时间调制阵列谐波能量检测的无线电测向方法，采用时间调制阵列的方法，通过在一个T_m时长之内输入的N个不同的控制时钟信号去控制天线阵列中的N个天线，使天线阵列中的每个时钟控制的天线的工作状态随控制信号发生变化，通过对天线阵列的方向图的绘制结果的分析，对未知的目标信号进行测向。本发明复杂度比较低，系统的物理实现相对简单，易于后期的优化，并且物理尺寸小，适应于多种复杂环境，同时具有更低的时延。只使用了一条射频接收链路，使得系统的功耗降到了最低，实现了更高的节能效果。

技术领域

本发明属于无线电监测领域，具体涉及一种基于时间调制阵列谐波能量检测的无线电测向方法。

背景技术

波达方向估计广泛用于移动通信，无线电管理和军用电子系统。近年来，测向在移动互联网的定位服务中有了新的应用，如室内导航，倒车搜索等。不断增长的需求需要高精度，低复杂度。常见的测向方法有比幅法、干涉仪测向法、到达时间差测向法、多普勒测向、空间谱测向等。幅度比较式测向是依据电波在行进中，利用测向天线阵或测向天线的方向特性，对不同方向来波接收信号幅度的不同，测定来波方向。在干涉仪测向方式中，是直接测量测向天线感应电压的相位，而后求解相位差，其数学公式与幅度比较式测向的公式十分相似。到达时间差测向依据电波在行进中，通过测量电波到达测向天线阵各个测向天线单元时间上的差别，确定电波到来的方向。多普勒测向是依据电波在传播中，遇到与它相对运动的测向天线时，被接收的电波信号产生多普勒效应，测定多普勒效应产生的频移，可以确定来波的方向。比幅法和多普勒法结构简单，但测向精度较差。干涉仪方法具有中等精度和系统复杂性，在实际的测向系统中最常使用。空间谱估计方法和TDOA方法的精度非常好，而它们的硬件和算法复杂度非常高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明在于提供一种基于时间调制阵列谐波能量检测的无线电测向方法，通过这种方法，利用测向天线来对某一正在传播的电磁波进行方向的探测，通过对天线接收到的信号能量的检测和分析，进而实现测向的目的。

具体技术方案为：一种基于时间调制阵列谐波能量检测的无线电测向方法，采用时间调制阵列的方法，通过在一个T_m时长之内输入的N个不同的控制时钟信号去控制天线阵列中的N个天线，使天线阵列中的每个时钟控制的天线的工作状态随控制信号发生变化，通过对天线阵列的方向图的绘制结果的分析，对未知的目标信号进行测向。

具体的，包括以下步骤：

步骤1：阵列天线接收到来自远场的平面电磁波，天线的工作状态受到由FPGA输出的调制信号控制的单刀多掷开关进行选通，进而选择不同天线接收到的信号；

步骤2：将步骤1中接收到的信号输入到功率放大器，通过下变频模块得到中频信号；

步骤3:将步骤2中得到的中频信号输入到一个功率分配网络，进行功率的平均分配；

步骤4：将步骤3中经过功率分配的信号输入到中心频点不同的带通滤波器，把不同天线接收到的信号分离出来；

步骤5：将步骤4中分离出来的每一个信号通过功率检测芯片进行信号功率检测，通过功率检测芯片的功率计，计算得到谐波能量最大值然后得到所对应的频率成分；

步骤6：通过步骤5中得到的最大谐波能量所对应的频率成分之后，并结合天线阵列的方向图，确定最大谐波能量所对应的角度，从而确定被测信号的入射到天线阵列的方向，最终实现测向的功能。

阵列信号处理是一种基于传感器阵列的信号处理技术，是空域处理中最常被用到的重要方法

之一。DOA估计作为阵列信号处理中的一个重要研究方向，研究目的主要是在干扰信号

或背景噪声的影响下利用阵列接收数据得到目标信号来波方向的精确估计。本专利提出