[发明专利]一种天线阵列切换方法及系统

权利要求书

1.一种天线阵列切换方法，其特征在于，包括：

步骤S1，提供一天线阵列，所述天线阵列中包括一第一天线和第二天线组，所述第二天线组中包括多个第二天线；

步骤S2，于所述第一天线和所述第二天线接收组的所述第二天线之间进行模拟信号的接收切换，以使所述第一天线接收所述模拟信号的次数等于所述第二天线组中的接收所述模拟信号的所述第二天线的个数；

步骤S3，将所述模拟信号转换为数字信号并输出；

步骤S4，剔除所述数字信号中处于切换状态下接收到的信号；

步骤S5，根据所述第一天线接收的所述数字信号确定载波频偏，并根据所述载波频偏对所述第二天线接收的所述数字信号进行频偏校正；

步骤S6，对频偏校正后的所有所述数字信号进行处理，得到定位结果并输出；

所述步骤S5，包括：

步骤S51，获取所述第一天线切换前接收到的第一数字信号以及切换后接收到的第二数字信号；

步骤S52，根据所述第一数字信号和所述第二数字信号确定载波频偏；

步骤S53，确定切换所述第一天线时对应的所述第二天线组中接收模拟信号的所述第二天线，并获取对应的所述数字信号；

步骤S54，根据所述载波频偏对所述数字信号进行频偏校正；

所述载波频偏采用下述公式表示为：

其中，

Δε用于表示所述载波频偏；

r(m)用于表示所述第一数字信号；

r(m+2Nt)用于表示所述第二数字信号；

m用于表示所述第一数字信号的采样点数，m+2Nt用于表示所述第二数字信号的采样点数；

所述步骤S6包括：

步骤S61，根据所述天线阵列，获取所述天线阵列的导向向量以及与噪声相关的噪声特征向量；

步骤S62，获取所述噪声特征向量对应的噪声子空间；

步骤S63，根据噪声子空间获取每个到达角的欧氏距离；

步骤S64，根据所述欧氏距离获取到达角空间谱的谱峰，将所述谱峰作为所述定位结果输出；

所述到达角空间谱采用下述公式表示为：

其中，

P(θ)用于表示所述到达角空间谱，θ用于表述所述到达角；

d用于表示所述欧氏距离；

a(θ)用于表示所述导向向量；

E用于表示所述噪声子空间。

2.根据权利要求1所述的天线阵列切换方法，其特征在于，所述模拟信号为正整数倍的半周期的单音信号。

3.一种天线阵列切换系统，其特征在于，包括：

一天线阵列，包括一第一天线和一第二天线组，所述第二天线组包括多个第二天线，所述第一天线以及所有所述第二天线用于接收模拟信号；

一通道切换模块，连接所述天线阵列，用于控制所述第一天线和所述第二天线接收组的所述第二天线之间进行模拟信号的接收切换，以使所述第一天线接收所述模拟信号的次数等于所述第二天线组中的接收所述模拟信号的所述第二天线的个数；

一模数转换模块，连接所述通道切换模块，用于将所述模拟信号转换为数字信号并输出；

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

一频偏校正模块，连接所述筛选模块，用于根据所述第一天线接收的所述数字信号确定载波频偏，并根据所述载波频偏对所述第二天线接收的所述数字信号进行频偏校正；

一处理模块，连接所述频偏校正模块，用于对频偏校正后的所有所述数字信号进行处理，得到定位结果并输出；

所述频偏校正模块包括：

一获取单元，用于获取所述第一天线切换前接收到的第一数字信号以及切换后接收到的第二数字信号；

一计算单元，连接所述获取单元，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号确定载波频偏；

一校正单元，连接所述计算单元，用于确定切换所述第一天线时对应的所述第二天线组中接收模拟信号的所述第二天线，获取对应的所述数字信号，并根据所述载波频偏对所述数字信号进行频偏校正；

所述载波频偏采用下述公式表示为：

其中，

Δε用于表示所述载波频偏；

r(m)用于表示所述第一数字信号；

r(m+2Nt)用于表示所述第二数字信号；

m用于表示所述第一数字信号的采样点数，m+2Nt用于表示所述第二数字信号的采样点数；

所述处理模块包括：

第一处理单元，用于根据所述天线阵列获取所述天线阵列的导向向量以及与噪声相关的噪声特征向量；

第二处理单元，连接所述第一处理单元，用于获取所述噪声特征向量对应的噪声子空间；

第三处理单元，连接所述第二处理单元，用于根据噪声子空间获取每个到达角的欧氏距离；

第四处理单元，连接所述第三处理单元，用于根据所述欧氏距离获取到达角空间谱的谱峰，将所述谱峰作为所述定位结果输出；

所述到达角空间谱采用下述公式表示为：

其中，

P(θ)用于表示所述到达角空间谱，θ用于表述所述到达角；

d用于表示所述欧氏距离；

a(θ)用于表示所述导向向量；

E用于表示所述噪声子空间。