[发明专利]无人机数据链中宽带OFDM信号测角方法及测角系统

权利要求书

1.无人机数据链中宽带OFDM信号测角方法，其特征在于：包括：

根据无人机发送的OFDM信号，和接收天线接收的射频信号经和差处理后得到的和路信号和差路信号，计算合成信号的二阶矩和二阶矩的期望值；

将所述合成信号的二阶矩，用低频方波进行检测，并在低频方波周期内积分得到方位检测信号与俯仰检测信号；

根据所述合成信号的二阶矩的期望值，所述方位检测信号与俯仰检测信号，计算得到基于二阶矩归一化的测角估计值，具体方法为：

其中：A为方位测角估计值，E为俯仰测角估计值、g_A为方位检测信号、g_E为俯仰检测信号，C{M₂}为合成信号的二阶矩期望值，d为天线间距，λ为波长。

2.根据权利要求1所述的无人机数据链中宽带OFDM信号测角方法，其特征在于：根据无人机发送的OFDM信号，和接收天线接收的射频信号经和差处理后得到的和路信号和差路信号，计算合成信号的二阶矩和二阶矩的期望值的具体方法如下：

(1.1)、接收天线接收无人机发送的信号表示为多个射频信号，根据无人机发送的OFDM信号，经和差处理后得到和路信号、方位差路信号和俯仰差路信号；

(1.2)、将所述方位差路信号和俯仰差路信号通过低频方波相乘调制后对所述和路信号进行调幅，之后经耦合得到合成信号；

(1.3)、根据所述合成信号计算合成信号的二阶矩；

(1.4)、根据所述合成信号的二阶矩得到合成信号的二阶矩期望值。

3.根据权利要求2所述的无人机数据链中宽带OFDM信号测角方法，其特征在于：所述步骤(1.1)中无人机发送的OFDM信号经过无线信道的数字表达式为：

其中：n为整数，0≤n≤N_s-1，N_s为正整数，表示OFDM调制采用的FFT大小；X(k)为时域信号，H(k)为发送信号经历信道的频域响应，E_s为发送信号功率，z(n)为信号时域噪声。

4.根据权利要求3所述的无人机数据链中宽带OFDM信号测角方法，其特征在于：所述步骤(1.1)中接收天线接收无人机发送的信号表示为多个射频信号，根据无人机发送的OFDM信号，经和差处理后得到和路信号、方位差路信号和俯仰差路信号的具体方法如下：

接收端天线多喇叭或多模馈源接收无人机发送的信号U(t)，表示为4个射频信号U₁(t)、U₂(t)、U₃(t)、U₄(t)，经和差处理后得到和路信号U_∑(t)、方位差路信号U_ΔA(t)、俯仰差路信号U_ΔE(t)分别为：

其中：s(t)为信号s(n)的模拟波形，A_m为信号幅度，μ为天线差路信号方向图斜率，ω为载频，d为天线间距，λ为波长，A为目标在方位上偏离电轴的角度、E为目标在俯仰上偏离电轴的角度，为信号相位，t为时间变量。

5.根据权利要求2所述的无人机数据链中宽带OFDM信号测角方法，其特征在于：所述步骤(1.2)中将所述方位差路信号和俯仰差路信号通过低频方波相乘调制后对所述和路信号进行调幅，之后经耦合得到合成信号的具体方法如下：

将所述方位差路信号U_ΔA(t)和俯仰差路信号U_ΔE(t)通过低频方波g₁(t)、g₂(t)相乘调制，对和路信号U_∑(t)进行调幅，之后经耦合得到合成信号U_∑Δ(t)：

其中：s(t)为信号s(n)的模拟波形，G为调幅参数，低频方波g₁(t)、g₂(t)表示如下：

其中：T为低频方波周期，A_m为信号幅度，μ为天线差路信号方向图斜率，ω为载频，d为天线间距，λ为波长，A为目标在方位上偏离电轴的角度、E为目标在俯仰上偏离电轴的角度，为信号相位，t为时间变量