[發明專利]一種基于編碼超材料的合作目標測向定位系統及方法

在審

• 申請號: 202110257104.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113009469A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 丁滿來;王雪梅;唐躒;丁赤飚;曲佳萌;吳蒙
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01S13/74
• 分類號: G01S13/74;G01S13/87;G01S7/35
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，包括：

掃描收發天線，用于向合作目標發射電磁信號及接收合作目標返回的電磁信號；

編碼超材料調制模塊，用于接收所述掃描收發天線發射的電磁信號，并對該電磁信號進行二次調制，以使合作目標的頻譜從環境雜波頻譜中分離出來，并將調制后的電磁信號反射至所述掃描接收天線；其中，所述編碼超材料調制模塊設置于合作目標上；

信號處理模塊，用于對所述掃描接收天線接收到的所述調制后的電磁信號進行該合作目標的特征信息提取，得到合作目標的測向數據及定位數據。

2.根據權利要求1所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述編碼超材料調制模塊包括：多個表面超材料單元及多個PIN二極管，所述多個表面超材料單元與所述多個PIN二極管一一對應連接，所述表面超材料單元用于將所述電磁信號進行二次調制，以使所述合作目標的頻譜從環境雜波頻譜中分離出來；所述PIN二極管用于控制所述表面超材料單元的開啟與關閉。

3.根據權利要求1所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述信號處理模塊用于對所述掃描接收天線接收到的所述調制后的電磁信號進行該合作目標的特征信息提取，得到合作目標的測向數據及定位數據包括：

所述信號處理模塊將接收到的所述調制后的電磁信號進行脈沖壓縮處理，得到環境場景頻譜及合作目標頻譜；

將所述環境場景頻譜及所述合作目標頻譜通過w-k算法進行SAR成像，并對合作目標頻譜進行恒虛警檢測，獲得所述合作目標的側向數據及定位數據。

4.根據權利要求3所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述對合作目標頻譜進行恒虛警檢測包括：

將所述合作目標頻譜中各子序列信號與一閾值進行相比，若所述子序列信號大于該閾值，則該子序列信號為來自所述合作目標的數據，否則，不是。

5.根據權利要求1所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述系統還包括：

頻率源，用于產生線性調頻信號；

發射通道，用于將所述線性調頻信號進行上變頻處理，并經過功率放大后輸出至所述掃描收發天線。

6.根據權利要求1所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述系統還包括：

接收通道，用于將所述調制后的電磁信號進行下變頻處理，并將信號輸出至所述信號處理模塊。

7.根據權利要求2所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述編碼超材料調制模塊還包括：控制電路，所述控制電路用于控制所述多個PIN二極管的使能狀態。

8.根據權利要求7所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述多個PIN二極管的使能狀態包括：開啟狀態和斷開狀態；當所述控制電路輸出信號為“1”時，所述控制電路控制所述每個PIN二極管開關開啟；當所述控制電路輸出信號為“0”時，所述控制電路控制所述每個PIN二極管開關斷開。

9.根據權利要求1所述的基于編碼超材料的合作目標測向定位系統，其特征在于，所述合作目標的特征信息包括：方位角度及位置坐標。

10.一種基于編碼超材料的合作目標測向定位方法，其特征在于，包括：

利用掃描收發天線向合作目標發射電磁信號；

采用碼超材料調制模塊接收所述掃描收發天線發射的電磁信號，并對該電磁信號進行二次調制，以使合作目標的頻譜從環境雜波頻譜中分離出來，并將調制后的電磁信號反射至所述掃描接收天線；其中，所述編碼超材料調制模塊設置于合作目標上；

利用信號處理模塊對所述掃描接收天線接收到的所述調制后的電磁信號進行該合作目標的特征信息提取，得到合作目標的測向數據及定位數據。