[發明專利]用于測向和測頻的分布式陣列

有效

• 申請號: 201680057729.X
• 申請日: 2016-08-03
• 公開（公告）號: CN108140248B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: J·木拉蔻希;C·許茨;G·施奈德;守源·史
• 申請（專利權）人: 菲斯靈敏創新公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G01D5/48;G02F1/01
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李琳;陳英俊

一種光學成像系統和方法，通過利用調制的光束之間的干涉在k?空間中重建RF源。該系統和方法涉及利用光檢測器記錄由具有不相等的長度的光纖傳送的RF調制光束產生的干涉圖案。光檢測器記錄干涉，并且使用已知的層析成像重建方法的計算分析被執行，以在k?空間中重建RF源。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年8月3日申請的美國臨時申請No.62/200,626的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本文所描述的主題和相關示例性實施方式涉及如美國專利No.7,965,435和美國專利公開No.2016/0006516中所描述的成像接收器的改進和擴展，每個專利的公開的全部內容通過引用并入本文。

背景技術

許多現有的天線陣列都無法在沒有顯著濾波或其它處理的情況下檢測入射RF(射頻)信號的位置和頻率。在這樣的系統中，接收的寬帶輻射被分到多個窄帶信道，這些信道被單獨處理以確定信息內容，并且，可能的話，確定所接收的輻射的到達角(AoA)。這種處理要求高速接收器的存儲器篩選大量的數據以搜索感興趣的信號。成像接收器可以依靠分布式孔徑來對入射電磁輻射進行采樣，入射電磁輻射然后被上變頻(up-converted)到用于傳送和處理的光域。上變頻處理保留光域中的射頻(RF)波的相位和振幅信息，由此允許RF場景的光學重建。然而，成像接收器中的光學重建(圖像傳感器上的光信號的空間位置)取決于RF波的頻率。因此，當存在要同時處理的不同RF頻率的源時，它們在現實世界中的位置不能事先由成像接收器明確地識別。

發明內容

本文描述的示例性實施方式提供了新穎的方法，以從范圍在100MHz至300GHz之間的接收的電磁輻射提取關于射頻(RF)發射器的信息。示例性實施方式可以提供載波頻率、振幅和到達角(AoA)的實時、同時確定。在一些示例性實施例中，瞬時帶寬(IBW)可接近100GHz。憑借增益大于用于伴隨這種寬IBW所增加的熱噪聲的補償的天線陣列，可以在不犧牲信噪比(SNR)的情況下實現這種能力。光學方法可以使得陣列的整個能視域(即，其最大強度束控制范圍(full beam steering range))能夠被實時連續地檢測和處理。

一種光學成像接收器的一個示例性實施方式包括：相控陣天線，其具有以第一圖案布置并被配置為從至少一個RF源接收RF信號的多個天線元件；以及多個電光調制器，對應于所述多個天線元件，每個調制器被配置為利用接收的RF信號來調制光載波以生成多個調制的光信號。成像接收器還包括多個光信道(optical channel)，其被配置為承載多個調制的光信號并且被配置為在光信號之間引起干涉(interference)，多個光信道中的每一個具有輸出端以將相應的調制的光信號從對應的光信道中發射出來。多個光信道的輸出端以與天線陣列的第一圖案不對應的第二圖案布置。還包括用于記錄光信號干涉的多個光檢測器和用于根據記錄的干涉在k-空間中在計算上重建RF源的模塊。

一種光學成像接收器的另一個示例性實施方式包括：相控陣天線，其包括以第一圖案布置并被配置為從至少一個RF源接收RF信號的多個天線元件；多個電光調制器，對應于所述多個天線元件，每個調制器被配置為利用接收的RF信號來調制光載波以生成多個調制的光信號。還包括以與天線陣列的第一圖案對應的第二圖案布置的多個光纖，其中多個光纖中的各個光纖具有不同的長度；以及多個光檢測器，用于在光信號從它們各自的光纖中釋放之后記錄在自由空間中發生的光信號干涉。提供了一個模塊，用于根據記錄的干涉在k-空間中在計算上重建RF源。