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专利号: 2021100610892
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种极化参数估计的装置,其特征在于,至少包括:天线信号处理模块:用于将阵列天线接收到的模拟信号波束成型,并转换为数字信号;

极化参数估计模块:用于将天线信号处理模块输出进行信号处理估计来波的极化参数;

其中,天线信号处理模块包括多个子阵信号处理模块,所述子阵信号处理模块包括:子阵天线子模块:包含多个由沿x轴和y轴极化方向的阵子组成的双极化阵子,用于接收来波模拟信号;

子阵相移器子模块:包含多个用于调节阵子接收信号相位的模拟相移器,其根据来波到达角信息进行设置;

子阵信号转换子模块:包含用于合并相移器输出的模拟信号合并器,并将合并信号转换到数字基带,包括将射频或中频信号下变频到基带;

所述极化参数估计模块包括:

波达角估计子模块:用于对子阵信号处理模块在两个正交极化方向的输出信号进行处理,进而估计到达角度信息;根据到达角估计信息反馈对子阵相移器子模块中的模拟相移器进行设置;

极化参数估计子模块:用于对子阵信号处理模块在两个正交极化方向的输出信号进行处理,获得两组可选的极化参数估计值,再根据功率计算子模块反馈确定期望的极化参数估计值并输出;

最大比合并子模块:用于通过波达角估计子模块和极化参数估计子模块输出计算最大比合并系数,对子阵信号处理模块输出信号进行最大比合并;根据功率计算子模块反馈确定期望的最大比合并系数,同时输出期望的最大比合并信号;

功率计算子模块:用于计算最大比合并子模块输出的两路信号功率,通过比较功率大小确定期望的信号,同时反馈给极化参数估计子模块和最大比合并子模块。

2.一种极化参数估计的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:对混合双极化阵列沿着x轴和y轴极化方向上的接收信号进行处理,获得到达角信息估计;

利用估计的到达角信息对相移器进行设置,得到每个子阵沿着x轴和y轴极化方向上的波束成型输出信号;

利用波束成型输出信号估计极化参数,获得两组可选估计;

利用到达角信息估计和可选极化参数估计对波束成型输出信号进行加权合并,从两组可选估计中确定期望极化参数估计和最大比输出信号。

3.根据权利要求2所述极化参数估计的方法,其特征在于,该方法由极化参数估计模块执行,其进一步包括以下步骤:步骤S1:在波达角估计子模块中,利用所有子阵信号处理模块输出信号进行波达角估计,获得

步骤S2:利用 对每个子阵相移器子模块中的相移器的相移值,αn,n=0,1,……,NxNy‑1,按照(1)式进行设置;

其中,n=nyNx+nx;nx=0,1,......,Nx‑1;ny=0,1,......,Ny‑1; 和 分别表示沿x轴和y轴方向子阵中相邻阵子的间距;这使得所有子阵模拟波束成型信号指向 方向;

步骤S3:在极化参数估计子模块中,计算第m个子阵信号处理模块输出信号 和的互相关,

其中, 表示一个近似加性零均值高斯白噪声;计算第m个子阵信号处理模块输出信号瞬时功率:

其中, 也表示一个加性零均值高斯白噪声;利用等式(4)计算信号统计上的互相关与总功率的比值U+jV,

其中,I表示统计样点的数量;实际应用中,可按照极化参数估计的精度要求进行设定;

可以通过估计得到;

步骤S4:在极化参数估计子模块中,利用等式(5)进行极化参数估计,得到两组可选估计

步骤S5:在最大比合并子模块中,利用等式(6)计算最大比合并系数其中:

输出两个可选最大比合并信号

步骤S6:在功率计算子模块中,利用等式(7)对最大比合并子模块123的输出信号sk[i](k=1,2)的功率进行滤波,得到第i个时刻滤波后的平均功率:其中,0<β<1是滤波系数;根据仿真选择最优的滤波系数;利用等式(8)确定期望索引,

这里I1表示迭代样点的要求数量;

步骤S7:将功率计算子模块124中确定的kE反馈给极化参数估计子模块和最大比合并子模块,同时输出期望的极化参数估计 和最大比合并信号