[发明专利]一种基于时间调制阵列的无人机侦测方法

摘要

本发明提出一种基于时间调制阵列的无人机侦测方法，属于无人机探测技术领域。包括：对每个天线单元进行周期性调制后所接收到的多路信号合为一路；合路后的信号进行下变频至中频模拟信号，通过ADC模块进行采样得到相应的数字信号序列s(n)；将数字信号分离重组为多组数字信号，进而得到各组信号的谐波分量；将各组频率分量组合成新的阵列信号谐波矢量，并求取其自相关矩阵；根据DOA估计的子空间算法，求得信号的DOA估计角度；根据估计出的无人机飞控图传信号的DOA，解算无人机的方位。本发明将原本合为单路的信号在基带数字信号中进行拆分，分别进行时频转换，从而提高了测向精度，通过改进了天线响应矢量，进而消除了虚假谱峰。

主权项

1.一种基于时间调制阵列的无人机侦测方法，其特征在于，包括：步骤1：时间调制阵列通过周期性的开关控制信号，控制每个天线单元周期性选通，当天线单元被选通时，入射到天线单元的无人机的飞控图传信号将传输给功率分配器，功率分配器将多个天线单元所传输来的多路射频模拟信号合并为一路；步骤2：对合路后的射频模拟信号进行下变频至中频模拟信号，对中频模拟信号滤波，再进行模数转换得到数字信号s(n)，n为采样序号；步骤3：根据所述的周期性的开关控制信号，得到各个天线单元导通的时间长度及顺序，将数字信号s(n)分离重组为多组数字信号s₁(n),s₂(n),…,s_N(n)，N为天线单元个数；然后将分离重组的各数字信号时频转换，得到对应的谐波分量f₁(q),f₂(q),…,f_N(q)，其中f_i(q)为第i根天线接收信号s_i(n)的各阶谐波分量，q为谐波阶数；设选取的最大谐波分量的阶次为Q，则第i根天线接收信号的各阶谐波分量为f_i(‑Q),f_i(‑Q+1),…,f_i(Q)；步骤4：根据每个天线单元的数字信号各阶谐波分量，组合形成新的阵列信号谐波矢量y(k)，k为样本序号，y(k)＝[G₁,G₂,…,G_N]^T，其中G_i＝G_i(k)＝[f_i(‑Q),f_i(‑Q+1),…,f_i(Q)]^T；步骤5：在获得预设数量的阵列信号谐波矢量的样本后，求取阵列信号谐波矢量的自相关矩阵R；步骤6：对自相关矩阵R奇异值分解，得到噪声子空间E_N＝[v_L+1,v_L+1,…,v_N(2Q+1)]，其中L为入射波信源个数，v_i为第i个(i>L)特征值对应的特征向量，进一步得到阵列天线接收到的信号对应的空间谱P(θ)；所述的空间谱P(θ)计算如下：其中，θ为入射信号的波达角，a(θ)为阵列流型矢量；其中d为天线单元间距，λ为载波波长，F_i为第i根天线的开关控制信号的第‑Q至Q次谐波分量；步骤7：对空间谱P(θ)通过谱峰搜索估计入射波的波达角，根据波达角解算无人机的方位。