[發(fā)明專利]一種低復(fù)雜度的極化參數(shù)估計跟蹤裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911109436.3
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110837075A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李航;程知群
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強

1.一種低復(fù)雜度的極化參數(shù)估計跟蹤裝置，其特征在于，包括天線信號處理模塊和極化參數(shù)估計模塊，其中，

所述天線信號處理模塊包括若干子陣信號處理模塊，將混合雙極化天線陣列接收到的模擬信號波束成型并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

所述極化參數(shù)估計模塊用于將天線信號處理模塊輸出進行信號處理，估計來波極化參數(shù)，包括互相關(guān)計算子模塊、子陣相位控制子模塊、數(shù)字波束成型子模塊、極化參數(shù)估計子模塊和最大比合并子模塊，所述互相關(guān)計算子模塊對所有空間相鄰的子陣信號處理模塊的輸出信號在兩個正交極化方向分別進行互相關(guān)運算，進而估計到達角度信息；所述子陣相位控制子模塊將互相關(guān)計算子模塊輸出的結(jié)果反饋控制子陣信號處理模塊；所述數(shù)字波束成型子模塊將互相關(guān)計算子模塊輸出的結(jié)果對多個子陣信號處理模塊輸出的信號分別進行加權(quán)波束成型；所述極化參數(shù)估計子模塊對數(shù)字波束成型子模塊輸出信號和互相關(guān)計算子模塊輸出的結(jié)果進行計算，輸出來波極化參數(shù)估計；所述最大比合并子模塊計算最大比合并系數(shù)，對數(shù)字波束成型子模塊輸出信號進行最大比合并。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低復(fù)雜度的極化參數(shù)估計跟蹤裝置，其特征在于，所述子陣信號處理模塊包括依次連接的子陣天線子模塊、子陣相移器子模塊和子陣信號轉(zhuǎn)換子模塊，所述子陣天線子模塊包括若干個由沿x軸和y軸極化方向的陣子組成的雙極化陣子，用于接收來波模擬信號；所述子陣相移器子模塊包括若干個模擬相移器，用于調(diào)節(jié)雙極化陣子的接收信號相位，由子陣相位控制子模塊反饋設(shè)置；所述子陣信號轉(zhuǎn)換子模塊包括模擬信號合并器，用于合并模擬相移器的輸出，和將合并信號轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶。

3.一種采用權(quán)利要求1或2所述裝置的低復(fù)雜度的極化參數(shù)估計跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，對混合雙極化陣列沿著x軸和y軸極化方向上的信號分別進行相鄰子陣輸出信號的相關(guān)運算；

S20，合并后獲得到達角信息估計；

S30，利用到達角信息估計對數(shù)字波束成型的加權(quán)系數(shù)進行設(shè)置；

S40，利用沿著x軸和y軸極化方向上的數(shù)字波束成型輸出信號估計極化參數(shù)；

S50，利用到達角信息估計和極化參數(shù)估計對數(shù)字波束成型輸出信號進行加權(quán)合并，判斷迭代是否達到要求；

S60，否，則利用到達角信息估計對所有相移器進行更新；

S70，是，則根據(jù)系統(tǒng)性能要求，輸出極化參數(shù)估計結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述S10為在互相關(guān)計算子模塊中，計算所有相鄰的子陣信號處理模塊輸出的互相關(guān)，對兩個極化方向的信號求和，利用下式(1)和(2)分別對沿x軸和y軸方向子陣互相關(guān)結(jié)果進行濾波，得到第i個時刻濾波后的互相關(guān)和

其中，0＜μ＜1為濾波系數(shù)；c軸為x軸或y軸；M_x和M_y分別為沿x軸和y軸方向子陣的數(shù)量；m_x＝0,1,……,M_x-1、m_y＝0,1,……,M_y-1；為第m_yM_x+m_x個子陣在c軸極化方向第i個時刻的輸出采樣信號，()^*為表示共軛。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述S20為在互相關(guān)計算子模塊中，估算到達角信息和其中，arg{}表示取幅角，和包含來波的天頂角和方位角信息，和分別為沿x軸和y軸方向子陣的間距，假設(shè)由和得到和θ為來波的天頂角，φ為來波的方位角。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述S30為在數(shù)字波束成型子模塊中，根據(jù)下式(3)對第m_yM_x+m_x個子陣信號處理模塊沿著c軸極化方向上的輸出信號進行加權(quán)，加權(quán)值為產(chǎn)生數(shù)字波束成型信號s^c[i],由式(4)得到，

。