[发明专利]一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统及方法

权利要求书

1.一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，包括天线阵列模块、射频开关模块、射频接收通道模块、数字控制模块、时频信号处理模块和输出显示模块，所述天线阵列模块与射频开关模块相连接，所述射频开关模块与射频接收通道模块相连接，所述射频接收通道模块与时频信号处理模块相连接，所述时频信号处理模块与输出显示模块相连接，所述数字控制模块同时与射频开关模块和时频信号处理模块相连接；其中：

天线阵列模块包括两阵元印刷偶极子天线阵列单元(1)，阵列单元间距为半波长，接收入射的线性调频信号，即入射信号；

射频开关模块包括单刀双掷开关(2)，周期性切换选择不同阵元的入射信号，将入射信号在时频域滤波并划分为多个子带信号，并对多个子带信号进行周期性调制；

射频接收通道模块包括依次连接的低噪声放大器(3)、射频本振单元(5)、低通滤波器(6)和模拟数字转换器(7)以及与射频本振单元(5)相连接的混频器(4)；射频接收通道模块放大入射信号强度，并将射频信号下变频至中频后转换为数字信号；

时频信号处理模块包括计算数字信号时频特征的算法单元(8)，将采样后的数字信号进行时频算法分析，计算滤波后子带信号间时频关系以及调制后的谐波关系，并计算入射信号的来波入射方向；

输出显示模块包括显示器(9)，将计算出的来波入射方向信息显示出来；

数字控制模块包括可编程逻辑芯片单元(10)，控制射频开关模块的切换，并提供时序给时频信号处理模块的算法分析作为时间基准；

所述数字控制模块通过可编程逻辑芯片单元实现对射频开关模块的控制，并且将控制时序提供给时频信号处理模块，给时频信号处理模块的算法分析提供时间基准，使得在时频分析中准确的搜寻到不同子带信号的基波和相应谐波的频点。

2.根据权利要求1所述的基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，所述射频开关模块进行周期切换，对接收到的入射信号进行时频域滤波并调制，使得馈入射频接收通道模块的入射信号被划分为多个子带信号，且每个子带信号同时伴随着相应的谐波成分。

3.根据权利要求1所述的基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，所述射频开关模块的切换频率f_p与接收线性调频信号的调频斜率μ之间满足如下关系：

4.根据权利要求1所述的基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，所述时频信号处理模块在不同子带信号中得到入射信号的来波入射方向，其方法的具体计算关系为：

其中，m是第m个子带信号的序号，c为光在真空中传播的速度，B为线性调频信号的带宽，μ为调频斜率，T_p为射频开关模块的调制周期，d为天线阵列模块的阵列单元间距，a_m1为第m个子带信号的一次谐波，a_m0为第m个子带信号的基波；

通过对每个子带信号的来波入射方向进行估计，综合平均加权之后得到入射信号的来波入射方向为：

其中，M为整个线性调频信号划分的子带信号数量；f₀为线性调频信号的载频。