[發明專利]一種基于數字可編程超表面的多源DOA估計方法

在審

• 申請號: 202111224815.4
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113871887A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 萬向;王嘉偉;黃梓艾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 任志艷

1.一種基于數字可編程超表面的多源DOA估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，利用可編程超表面產生M組隨機雙波束表面編碼，每組雙波束表面編碼對應一組固定的雙波束角度，每組雙波束的指向角度都不相同；

所述可編程超表面包括由反射式單元形成的陣列、以及接收喇叭；反射式單元形成的陣列用于產生雙波束表面編碼，接收喇叭用于接收能量；

步驟2，在matlab中利用步驟1中產生的M組表面編碼建立一個完整的傳感矩陣；

步驟3，利用標準喇叭對超表面進行照射，然后將M組雙波束表面編碼利用FPGA依次編入可編程超表面中，最后利用接受喇叭對照射能量進行采樣得到M組采樣結果；

步驟4，通過將M組采樣結果與傳感矩陣作投影對比，并采用OMP算法計算出明顯的來波角度信息。

2.根據權利要求1所述一種基于數字可編程超表面的多源DOA估計方法，其特征在于，步驟1中反射式單元包括第一金屬銅柱、第二金屬銅柱、二極管、金屬扇形枝節以及從上到下依次設置的金屬貼片層、第一介質層、隔離介質的金屬地層、第二介質層、第三介質層和饋電層；

第一金屬銅柱貫穿金屬貼片層、第一介質層、金屬地層、第二介質層、第三介質層和饋電層，連接金屬貼片層和底部的饋電層，金屬扇形枝節加載在饋電層與第三介質層之間，且與第一金屬銅柱連接，第二金屬銅柱貫穿金屬貼片層、第一介質層和金屬地層，連接金屬貼片與金屬地層，二極管設置在金屬貼片層的表面，且二極管連接在第一金屬銅柱和第二金屬銅柱之間，通過改變第一金屬銅柱與第二金屬銅柱之間的電壓控制二極管狀態，每一組雙波束表面編碼對應一組二極管狀態。

3.根據權利要求1所述一種基于數字可編程超表面的多源DOA估計方法，其特征在于，步驟1中的接收喇叭是標準矩形喇叭。

4.根據權利要求1所述一種基于數字可編程超表面的多源DOA估計方法，其特征在于，步驟3中，對于一組固定的表面編碼，接收喇叭的采樣信號應滿足式(1)：

其中q為反射式單元的狀態，具體數值為“0”或“1”；θ和φ為入射波的角度，(x_r，y_r，Z_r)為采樣喇叭相位中心的相對坐標，N表示空間中有N個方向的來波。

5.根據權利要求1所述一種基于數字可編程超表面的多源DOA估計方法，其特征在于，步驟1中，所述M組是指40組或更多組。