[发明专利]一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法

权利要求书

1.一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用N个天线组成一维天线阵列，并记录天线位置y_i，i＝1,2,…,N；

S2：根据天线位置，获得空间采样频率u_mn，并构建空间采样频率向量u；

S3：根据N个天线接收的太赫兹辐射源辐射的信号，获得N路模拟信号，并将N路模拟信号转换为N路数字复信号x_i(t)；其中i＝1,2,…,N，t为离散时间变量，N为大于3的整数；

S4：选择任意两路数字复信号x_n(t)、x_m(t)，1≤n≤m≤N，计算其相关输出R_nm，并根据n和m的顺序构建相关输出向量R；

S5：获取空域中没有太赫兹辐射源时的系统噪声的相关输出，并统计相关输出的噪声方差

S6：将辐射源的辐射空间范围进行离散化处理，构建太赫兹辐射源功率的空间分布向量P；

S7：根据输出向量R和空间分布向量P构建任意阵列的压缩感知测量方程；

S8：对压缩感知测量方程进行凸优化重构，获得太赫兹辐射源空间角度。

2.根据权利要求1所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S1中的一维天线阵列为随机生成的天线阵列排布或根据布阵空间约束设置一个具体天线阵列排布。

3.根据权利要求1所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21：根据天线的排列顺序抽取两个天线，根据下式计算空间采样频率u_nm：

u_nm＝y_m-y_n；

其中，y_m表示第m个天线的位置，y_n表示第n个天线的位置；

S22：根据n与m的顺序构建空间采样频率向量u，公式如下所示：

该公式中包含l个元素，并且满足1≤l≤L，L＝(N-1)N/2。

4.根据权利要求1所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S3中的N路模拟信号经放大、滤波、下变频和模数转换变换为N路数字复信号x_i(t)。

5.根据权利要求3所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S4中R_nm的计算公式如下：

其中，E[·]表示时间平均，上标*表示复共轭；

R的计算公式如下：

该公式中包含l个元素，并且满足1≤l≤L。

6.根据权利要求5所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S6包括：

S61：将辐射源的辐射空间范围(-1,1)划分成K等份，获取各空间位置处的辐射源功率P(ξ_k)，ξ_k表示空间角度的方向余弦，k＝1,2,…,K；

S62：构建太赫兹辐射源功率的空间分布向量P，向量P表示如下：

7.根据权利要求6所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S7包括：

S71：构建传感矩阵A，公式如下：

其中，j表示虚部，u₁、u₂、...u_L分别表示空间采样频率向量u的第1个元素、第2个元素、...第L个元素。

S72：构建任意阵列的压缩感知测量方程，公式如下：

R＝AP。

8.根据权利要求7所述的一种基于任意阵列的太赫兹宽空域无源测向方法，其特征在于，步骤S8中的优化模型为：

min||P||₁s.t.||AP-R||₂≤d_SNRσ_R

其中，d_SNR为信噪比。