[发明专利]一种天线阵列系统

权利要求书

1.一种天线阵列系统，其特征在于，包括：

一极化敏感天线阵列，包括不同距离、不同极化方向的多个极化天线阵元，用于接收电磁波信号；

一通道选取模块，与所有所述极化天线阵元连接，用于依次选取一个所述极化天线阵元接收所述电磁波信号，以使不同的所述极化天线阵元接收到的所述电磁波信号之间的同步匹配；

一模数转换模块，与所述通道选取模块连接，用于将所述电磁波信号转换为数字信号并输出；

一筛选模块，与所述模数转换模块连接，用于剔除所述数字信号中处于切换状态下接收到的信号；

一处理模块，与所述筛选模块连接，用于根据所述极化天线阵元的空间位置以及对应的所述数字信号，获取阵列流形矢量和方位角空间谱，对所述方位角空间谱中进行分析得到定位结果并输出；

多个极化天线单元包括：

一中心天线阵元，用于接收所述电磁波信号；

多个第一天线阵元，以所述中心天线阵元为圆心并以第一距离为半径、第一方向为极化方向等间隔设置，用于接收所述电磁波信号；

多个第二天线阵元，与所述第一天线阵元一一对应，以所述中心天线阵元为圆心并以第二距离为半径、第二方向为极化方向等间隔设置，用于接收所述电磁波信号；

所述第一距离为：

其中，r₁用于表述所述第一距离；

λ用于表述所述电磁波信号的波长；

所述第二距离为：

其中，r₂用于表述所述第二距离；

λ用于表述所述电磁波信号的波长。

2.根据权利要求1所述的一种天线阵列系统，其特征在于，所述中心天线阵元为全向的圆极化天线；

所述第一天线阵元为线极化天线，所述第一方向为所述第一天线阵元垂直所述半径的方向；

所述第二天线阵元为线极化天线，所述第二方向为所述第二天线阵元指向所述圆心的方向。

3.根据权利要求1所述的一种天线阵列系统，其特征在于，所述通道选取模块中包括：

多个开关，与所有所述极化天线阵元分别对应连接，用于切换所述极化天线阵元的接收状态；

一通道选取单元，与所有所述开关连接，用于通过依次选取一所述开关切换一个所述极化天线阵元接收所述电磁波信号。

4.根据权利要求1的一种天线阵列系统，其特征在于，所述处理模块中包括：

第一处理单元，与所述筛选模块连接，用于根据所述极化天线阵元的空间位置以及对应的所述数字信号，获取阵列流形矢量；

第二处理单元，与所述第一处理单元连接，用于根据所述阵列流形矢量获取所述方位角空间谱，分析所述方位角空间谱中的谱峰并将所述谱峰对应的方位角作为所述定位结果输出。

5.根据权利要求4的一种天线阵列系统，其特征在于，所述阵列流形矢量采用下述公式表述为：

其中，用于表示所述阵列流形矢量，θ用于表示所述电磁波信号的方位角，用于表示所述电磁波信号的俯仰角；γ表示极化辅助角，η用于表示极化相位差；

用于表示空间相移因子；

b_m用于表示阵元极化敏感矢量；

用于表示所述电磁波信号的极化-角度域导向矢量。

6.根据权利要求5的一种天线阵列系统，其特征在于，所述极化-角度域导向矢量采用下述公式表述：

其中，用于表示所述极化-角度域导向矢量，θ用于表示所述电磁波信号的方位角，用于表示所述电磁波信号的俯仰角；γ表示极化辅助角，η用于表示极化相位差；

用于表示电场矢量；

用于表示磁场矢量。

7.根据权利要求4的一种天线阵列系统，其特征在于，所述方位角空间谱采用下述公式表述：

其中，用于表示所述方位角空间谱，θ用于表示所述电磁波信号的方位角，用于表示所述电磁波信号的俯仰角；γ表示极化辅助角，η用于表示极化相位差；

用于表示所述阵列流形矢量；

U用于表示噪声子空间对应的特征矢量。