[发明专利]一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法

说明书

一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法，它属于雷达通信技术领域。本发明解决了在雷达通信一体化场景下，时间调制阵列由于存在边带辐射而导致的能量效率低的问题。本发明使用均匀线阵收发信号，再采用正负交替周期函数对均匀线阵进行周期性调制，最后对参数进行优化，通过对参数进行优化，使时间调制阵列除了+1次谐波分量和‑1次谐波分量之外的部分尽量小，即保证能量损失尽量小，将时间调制阵列辐射场强参数优化后的+1次谐波分量用于通信、‑1次谐波分量用于雷达探测，在保证雷达探测性能与通信性能的前提下，抑制了时间调制阵列的边带辐射，提高其能量效率。本发明可以应用于雷达通信技术领域。

技术领域

本发明属于雷达通信技术领域，具体涉及一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法。

背景技术

时间调制阵列(Time-Modulated Array，TMA)增加了时间维度，极大地增加了系统设计的灵活性。一方面能够减轻因过大的激励幅度动态范围而引起的馈电网络的设计压力。另一方面，控制开关工作时间要远比控制激励幅度更加精确、方便和快捷，这就使得时间调制阵列具有比传统相控阵列更高的馈电精度，从而能够实现高精度馈电。时间调制阵列因为其波束控制的灵活性，在雷达通信一体化方向又有着广泛的应用。然而时间调制阵列存在着固有的缺陷，在发射或接收信号的同时，各次谐波分量同时产生，进而造成能量在边带辐射，导致能量效率较低。因此，研究一种用于雷达通信一体化的高能效时间调制阵列波束控制算法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是为解决在雷达通信一体化场景下，时间调制阵列由于存在边带辐射而导致的能量效率低的问题，而提出了一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、使用均匀线阵收发信号

将N个阵元沿空间直角坐标系的z轴均匀排布，其中，阵元为全向天线，每两个相邻阵元之间的间距均为d，N个阵元的辐射场强F(θ,t)表示为：

其中，z_n为阵元n在z轴方向上的坐标，n＝0,1,…,N-1，θ表示信号入射方向，β是波数，j是虚数单位，A_n是阵元n的加权向量，ω是载波频率，e是自然对数的底数，t为时刻；

步骤二、使用正负交替周期函数调制；

采用正负交替周期函数作为调制函数，利用调制函数对均匀线阵进行周期性调制，得到时间调制阵列的辐射场强F′(θ,t)；

步骤三、在雷达通信一体化场景中，使用时间调制阵列辐射场强F′(θ,t)中的+1次谐波分量进行通信，使用时间调制阵列的-1次谐波分量进行雷达探测；

步骤四、优化参数

对时间调制阵列各阵元的静态加权相位开关实际开启时刻τ_on.n和关闭时刻τ_off.n进行优化，得到优化后的+1次谐波分量和-1次谐波分量。

本发明的有益效果是：本发明提出了一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法，本发明使用均匀线阵收发信号，再采用正负交替周期函数对均匀线阵进行周期性调制，最后对参数进行优化，通过对参数进行优化，使时间调制阵列除了+1次谐波分量和-1次谐波分量之外的部分尽量小，即保证能量损失尽量小，将时间调制阵列辐射场强参数优化后的+1次谐波分量用于通信、-1次谐波分量用于雷达探测，在保证雷达探测性能与通信性能的前提下，抑制了时间调制阵列的边带辐射，提高其能量效率。

附图说明

图1是本发明的一种用于雷达通信一体化的时间调制阵列边带抑制波束控制方法的流程图；