[发明专利]一种基于时间反转技术的频控阵时间聚焦方法

说明书

本发明提出一种基于时间反转技术的频控阵时间聚焦方法，该方法包括：频控阵接收设备发送第一信号；频控阵发射设备接收第二信号；将所述第一信号与所述第二信号进行去卷积，以得到多径信道；所述频控阵发射设备将发射信号通过所述多径信道发射出去。目前多径对频控阵无线传输具有信号损耗，时间反演技术可利用多径信号的损耗，时间反演信道可有效收集利用多径信号，明显改善系统的传输性能。

技术领域

本发明属于频控阵技术领域，具体涉及一种基于时间反转技术的频控阵时间聚焦方法。

背景技术

阵列天线技术在雷达、无线通信、声呐及导航等领域有着广泛的应用，根据实际应用的需求天线可以有不同的排列方式，最基本的可以分为线阵和面阵。与单个天线相比，阵列天线可以实现波束扫描、波束赋形以及多波束等功能。国内外科研工作者往往按照阵列天线的功能分类来进行性能和应用的研究，比如相控阵天线、频率扫描天线、自适应天线以及多入多出(MIMO)天线等。近些年来，在相控阵和MIMO基础上衍生的新型阵列吸引了广泛关注，比如相控阵-MIMO以及差分阵列等。这些新型阵列带来了更多的自由度和广泛的应用前景，也带来了许多需要探索和解决的问题。

相控阵雷达区别于传统机械扫描雷达，其优势之一在于可自由地实现波束的空间扫描，因而广泛地应用于雷达目标检测与成像应用。通常相控阵雷达每个阵元发射(接收)的是同一信号，通过在每个阵元的输出端接入移相器进行波束方向控制，调整移相器的相移量便可实现波束的空域扫描。此外，还可以通过改变雷达系统的工作频率来实现波束扫描，即频率扫描天线。然而，相控阵、频率扫描天线和MIMO雷达都存在一个缺点：在每一扫描快拍内，波束指向在距离上是恒定的，也就是说波束指向与距离是无关的，不能利用线性相控阵雷达实现目标距离和方位角二维联合估计。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于时间反转技术的频控阵时间聚焦方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于时间反转技术的频控阵时间聚焦方法，将传统频控阵结合时间反演技术，克服频控阵的距离周期性，使得能量在目标距离处的某一时刻聚焦，该聚焦方法包括：

频控阵接收设备发送第一信号；

频控阵发射设备接收第二信号；

将所述第一信号与所述第二信号进行去卷积，以得到多径信道；

所述频控阵发射设备将发射信号通过所述多径信道发射出去。

可选地，接收设备首先发送一个探测信号，所述第一信号为：

其中，f₀表示第一个阵元发射信号载频，Δf为不同阵元之间的载波频率增量，N表示总的发射阵元个数。

可选地，将探测信号接收并进行时间反演，所述第二信号为：

其中，E(r,t)表示在时间t距离r处的接收信号，r是参考阵元到目标点的距离，c表示光速。

可选地，估计得到目标点(接收设备)距离发射设备的信道估计，所述信道包括直接传播路径和反射传播路径。

可选地，得到直接传播路径的接收信号，目标点接收到的直接传播路径为：

其中，E_dn(r,t)表示在时间t距离r处的直接传播接收信号分量，r_dn表示第n阵元的直接传播距离目标点的距离。

可选地，反射路径传播的接收信号，目标点接收到的反射传播路径为：