[发明专利]一种基于可重构全息超表面的毫米波雷达及探测方法

权利要求书

1.一种基于可重构全息超表面的毫米波雷达，其特征在于，所述毫米波雷达包括：控制器和可重构全息超表面RHS；所述RHS包括平行板波导、N个馈源和M个带有液晶的超材料辐射单元，N个所述馈源设置在所述平行板波导上，M个所述超材料辐射单元设置在所述平行板波导上，其中，M与N均为大于1的正整数，且M大于N；所述控制器分别与各所述液晶和各所述馈源连接；

所述馈源用于发送电磁波；

所述平行板波导用于以表面波的形式传播所述电磁波，传播至所述超材料辐射单元；

所述控制器用于控制所述液晶的偏置电压，以使调节各所述超材料辐射单元的电磁波的幅值；所述控制器还用于优化并确定雷达探测结果；

所述超材料辐射单元用于向各目标发送发射信号；所述发射信号为改变幅值的电磁波；所述超材料辐射单元还用于接收所述发射信号遇到各目标后返回的回波信号，并发送至所述平行板波导，以使所述平行板波导将返回后的回波信号通过所述馈源发送至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的毫米波雷达，其特征在于，所述控制器采用离散方式控制所述液晶的偏置电压。

3.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的毫米波雷达，其特征在于，所述控制器包括：

优化模块，用于基于最小错误探测概率优化各周期优化后的电磁波、RHS在发射阶段的幅度向量和RHS在接收阶段的幅度向量；

发射信号计算模块，用于基于各周期优化后的电磁波和RHS在发射阶段的幅度向量计算向各目标发送的发射信号；

回波信号确定模块，用于基于各周期优化后的电磁波、RHS在发射阶段的幅度向量和RHS在接收阶段的幅度向量建模，构建各周期所有馈源接收到的回波信号；

先验概率计算模块，用于采用最大似然方法，根据各周期所有馈源接收到的回波信号计算各周期各假设成立的先验概率；

结果输出模块，用于优化设定周期后，将错误探测概率最小的假设作为雷达探测的结果。

4.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的毫米波雷达，其特征在于，所述基于最小错误探测概率优化各周期优化后的电磁波、RHS在发射阶段的幅度向量和RHS在接收阶段的幅度向量，具体公式为：

w_j＝p^c(U_j)

其中，W^c表示第c周期优化后的电磁波，w_j表示第j个假设成立的权重，J表示假设成立的总个数，表示电磁波形为W^c，RHS在发射阶段的幅度向量为s^t,c，RHS在接收阶段的幅度向量为s^r,c时，将第j个假设误判为第j′个假设的概率，p^c(U_j)表示第c周期假设U_j成立的先验概率，w_j表示第j个假设成立的权重。

5.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的毫米波雷达，其特征在于，所述基于各周期优化后的电磁波和RHS在发射阶段的幅度向量计算向各目标发送的发射信号，具体公式为：

Y^t,c＝A×R(s^t,c)×H×W^c

其中，Y^t,c表示第c周期向各目标方向上发射的发射信号，A表示导向矢量，A＝(a₁,…,a_K)^T，K表示目标的总个数，K个目标所处的方向分别为a_k表示方向对应的导向矢量，θ_k表示第k个方向上的方位角，表示第k个方向上的俯仰角，R(s^t,c)表示第c周期RHS在发射阶段的辐射矩阵，即第一辐射矩阵，s^t,c表示构成第一辐射矩阵的幅度向量，H表示表面波传播矩阵，W^c表示第c周期优化后的电磁波。