CN117978233A - 一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统 - Google Patents
一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统，该方法包括：获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；确定第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的波束合路策略；若波束合路策略为第一合路策略，则根据第一极化波束信号v的旋转角度以及第二极化波束信号h，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号；若波束合路策略为第二合路策略，则基于第一极化波束信号v的第一共轭信号和第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号。本发明实施例使用HV两个线极化天线代替圆极化天线进行跟踪合成，输出最大信号，避免了圆极化天线的3db损失。
Description
技术领域
本发明涉及数字多波束技术领域，尤其涉及一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统。
背景技术
现有的数字相控天线接收阵架构中，每个单圆极化天线外接一个数字化接收通道，通过DBF FPGA（Digital Beamforming，数字波束形成技术/Field-Programmable GateArray，现场可编程门阵列）生成多个数字波束，数字波束IQ信号输出给基带单元进行解调。但是，由于现有数字相控天线接收阵架构中的天线是单圆极化天线，因此，在接收线极化信号时天线增益下降3dB。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统，可以使用HV两个线极化天线代替圆极化天线，并分别对两个天线的数据进行波束合成，输出最大信号，避免了圆极化天线的3db损失。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种数字相控接收阵极化跟踪方法，包括：
获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；所述波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
根据本发明提供的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，所述根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
基于所述第一极化波束信号v及其对应的旋转角度进行计算，得到旋转后的极化波束信号；
基于所述旋转后的极化波束信号和所述第二极化波束信号h进行相加，生成各个初始合路信号；
基于各个所述初始合路信号确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
根据本发明提供的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，所述基于各个所述初始合路信号确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
将各个所述初始合路信号进行平方，得到各个所述初始合路信号对应的信号平方值；
将各个所述信号平方值中最大的信号平方值，确定为所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
根据本发明提供的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
其中，w为目标合路信号，{,/>,/>,...,/>,/>}为初始合路信号，/>为旋转角度，/>为虚数单位，且/>。
根据本发明提供的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，所述基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
基于所述第一极化波束信号v及其对应的第一共轭信号计算得到第一计算值，以及基于所述第二极化波束信号h及其对应的第二共轭信号计算得到第二计算值；
将所述第一计算值和所述第二计算值进行数值大小比较，得到比较结果；
基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
根据本发明提供的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，所述基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
若所述比较结果为第二计算值大于第一计算值，则基于所述第二共轭信号、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，计算得到第一系数；
基于所述第一系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
其中，所述第一系数的计算公式为：
；
其中，所述基于所述第一系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
；
其中，为第一系数，/>为第二共轭信号，w为目标合路信号。
根据本发明提供的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，所述基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
若所述比较结果为第二计算值小于第一计算值，则基于所述第一共轭信号、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，计算得到第二系数；
基于所述第二系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
其中，所述第二系数的计算公式为：
；
其中，基于所述第二系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
；
其中，为第二系数，/>为第一共轭信号，w为目标合路信号。
本发明还提供一种数字相控接收阵极化跟踪系统，包括：
获取模块，用于获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定模块，用于确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；所述波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
第一合路信号生成模块，用于若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
第二合路信号生成模块，用于若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
本发明还提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储计算机软件程序；处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现如上述任一种所述数字相控接收阵极化跟踪方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机软件程序，所述计算机软件程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数字相控接收阵极化跟踪方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数字相控接收阵极化跟踪方法。
本发明的有益效果是：获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；确定第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的波束合路策略；波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略；若波束合路策略为第一合路策略，则根据第一极化波束信号v的旋转角度以及第二极化波束信号h，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号；若波束合路策略为第二合路策略，则基于第一极化波束信号v的第一共轭信号和第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号。因此，使用HV两个线极化天线代替圆极化天线，并通过第一合路策略和第二合路策略两种合成策略对第一极化波束信号v和第二极化波束信号h进行跟踪，以及对两个第一极化波束信号v和第二极化波束信号h进行波束合成，输出最大信号，避免了圆极化天线的3db损失。
附图说明
图1为本申请实施例提供的数字相控接收阵极化跟踪方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的极化波束信号的旋转角度示意图；
图3是本发明提供的数字相控接收阵极化跟踪系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图；
图5为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，术语“例如”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“例如”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
需要说明的是，本发明实施例以数字相控接收阵极化跟踪系统为执行主体举例说明，为了方面描述，下述数字相控接收阵极化跟踪系统简便描述为极化跟踪系统。在一实施例中，极化跟踪系统中至少包括DBF-H FPGA（H数字波束门列阵）和DBF-V FPGA（V数字波束门列阵），下面结合图1描述本发明的一种数字相控接收阵极化跟踪方法，包括：
步骤10，获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号。
可选的，极化跟踪系统接收到天线发送的信号后，通过数字波束门列阵对天线发送的信号进行处理，生成多个数字波束信号，其中，多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h，因此可以理解为，通过DBF-H FPGA对天线发送的信号进行处理，生成极化波束信号v，以及通过DBF-V FPGA对天线发送的信号进行处理，得到极化波束信号h。
步骤20，确定第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的波束合路策略。
可选的，极化跟踪系统确定极化波束信号v和极化波束信号h之间的波束合路策略，其中，波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，第一合路策略和第二合路策略为不同的合路策略，第一合路策略表征通过极化波束信号v的旋转角度将极化波束信号v和极化波束信号h进行合成，第二合路策略表征通过极化波束信号v和极化波束信号的共轭信号，将极化波束信号v和极化波束信号h进行合成。
步骤30，若波束合路策略为第一合路策略，则根据第一极化波束信号v的旋转角度以及第二极化波束信号h，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
可选的，若波束合路策略为第一合路策略，极化跟踪系统则根据极化波束信号v的旋转角度以及极化波束信号h，生成极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号，参照图2，具体过程为：
可选的，极化跟踪系统获取极化波束信号v的旋转角度，并根据极化波束信号v及其对应的旋转角度进行计算，得到旋转后的极化波束信号。
在一实施例中，极化波束信号v的旋转角度可以为0至350度中以10度为单位的多个旋转角度，因此极化波束信号v的旋转角度/>可以为0、10度、20度、30度、.......、340度和350度。
进一步地，极化跟踪系统将旋转后的极化波束信号和极化波束信号h进行相加，生成各个初始合路信号。
继续上述实施例，当旋转角度时，/>，/>，因此，=1，/>，同理，当旋转角度/>时，/>，同理，当旋转角度时，/>。因此，各个初始合路信号可以理解为初始合路信号/>，初始合路信号/>，初始合路信号/>，...，初始合路信号/>和初始合路信号/>。
进一步地，极化跟踪系统根据各个初始合路信号确定极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号，具体为：
可选的，极化跟踪系统将各个初始合路信号进行平方，得到各个初始合路信号对应的信号平方值。继续上述实施例各个初始合路信号对应的信号平方值为。
可选的，极化跟踪系统将各个初始合路信号对应的信号平方值进行数值大小比较，确定出各个信号平方值中最大的信号平方值，并将各个信号平方值中最大的信号平方值，确定为极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号。继续上述实施例，。
因此，确定极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式可以表示为：
其中，w为目标合路信号，{,/>,/>,...,/>,/>}为初始合路信号，/>为旋转角度，/>为虚数单位，且/>。
步骤40，若波束合路策略为第二合路策略，则基于第一极化波束信号v的第一共轭信号和第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
可选的，若波束合路策略为第二合路策略，极化跟踪系统获取极化波束信号v的第一共轭信号，以及获取极化波束信号h的第二共轭信号/>。
进一步地，极化跟踪系统根据极化波束信号v的第一共轭信号和极化波束信号h的第二共轭信号/>，生成极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号，具体为：
可选的，极化跟踪系统根据极化波束信号v及其对应的第一共轭信号计算得到第一计算值，因此，第一计算值可以表示为/>。进一步地，极化跟踪系统根据极化波束信号h及其对应的第二共轭信号/>计算得到第二计算值，因此，第二计算值可以表示为/>。
进一步地，极化跟踪系统将第一计算值和第二计算值/>进行数值大小比较，得到比较结果，因此，比较结果可以为第一计算值/>大于第二计算值/>，也可以为第一计算值/>小于第二计算值/>。
进一步地，极化跟踪系统根据比较结果、极化波束信号v和极化波束信号h，生成极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号，具体为：
对于第一种情况：
可选的，若比较结果为第二计算值大于第一计算值，即第一计算值小于第二计算值/>，极化跟踪系统则根据第二共轭信号/>、极化波束信号v和极化波束信号h，计算得到第一系数，因此，第一系数的计算公式为：
；
进一步地，极化跟踪系统根据第一系数、极化波束信号v和极化波束信号h，生成极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号，计算公式为：
；
其中，为第一系数，/>为第二共轭信号，w为目标合路信号。
对于第二种情况：
可选的，若比较结果为第二计算值小于第一计算值，即第一计算值大于第二计算值/>，极化跟踪系统则根据第一共轭信号/>、极化波束信号v和极化波束信号h，计算得到第二系数，第二系数的计算公式为：
；
进一步地，极化跟踪系统根据第二系数、极化波束信号v和极化波束信号h，生成极化波束信号v和极化波束信号h之间的目标合路信号，计算公式为：
；
其中，为第二系数，/>为第一共轭信号，w为目标合路信号。
在一实施例中，本发明实施例还可以理解为：记DBF之后的H（水平，horizental）和V（垂直，vertical）两个极化的波束信号列向量为和/>。设/>和/>向量包含/>个信号样点，每个样点都是复数。如果用行向量表示，/>向量表示为/>，样点间用逗号“，”分隔。如果用列向量表示，/>向量表示为/>，样点间用分号“；”分隔。为/>的转置。本发明实施例以列向量表示，因此，列向量/>。列向量/>的共轭转置/>为行向量，，其中/>为/>的共轭复数，/>向量同理，合路之后的信号列向量为/>。可以使用如下的处理流程：
If：；
；
；
Else：
；
；
End；
本发明实施例涉及到向量和h向量的对齐，对齐使用LS（least square）算法，即最小二乘算法。以/>为例，下式中/>为/>的函数，/>为复数：
；
调整使上式/>极小。在极小点上/>（/>为/>的复数共轭），即，得到
；
因为天线输出信号包含无线信号和噪声。信号和/>信号中所含的噪声的大小是相同的。如果/>，表示/>信号比/>信号中所含有的无线信号（天线输出信号中的有用成分）多一些，应该用/>做分母，可以使得算出的/>更准。否则，用/>做分母可以使得算出的/>更准。
进一步地，在信号向/>信号对齐时，只调整信号相位，不调整信号幅度，具体说明如下：
对于，由于/>，所以/>=，就是说相对于/>，/>没有调整幅度，只是调整了相位。对于/>，同理。由于/>，所以/>=，就是说相对于/>，/>没有调整幅度，只是调整了相位。
进一步地，相位总是向H上靠，同一个天线单元的物理位置上，有H（水平）和V（垂直）两个极化方向的天线单元。只用H方向的单元，或者只用V方向的单元，都是可以做DBF的。
是为了保证合路前后的总功率（H功率+V功率）不变，假设无线信号幅度为/>，电场方向与H极化方向的夹角为/>，与V极化方向的夹角为/>，则在同一个天线位置上，H极化方向输出信号幅度为/>，V极化方向输出信号幅度为/>。H极化方向输出信号功率为/>，V极化方向输出信号幅度为/>。由此可见，在已知同一个天线位置上H/V两个极化天线的输出功率时，应该将H/V两个极化天线的输出功率相加，然后再开平方，来得到此天线位置上的无线信号幅度/>。即。从这里看到，无线信号幅度与（H功率+V功率）对应。要让极化合路的信号即/>信号幅度正确反映无线信号的幅度，需要且只需要/>信号功率=/>信号功率+/>信号功率。
在用LS算法算出时，如果/>则/>，否则/>。/>反映了/>信号和/>信号的幅度相位的相对差异。/>（可由/>算得）表示无幅度相位差异，即幅度相同，相位差为0。如果/>则/>信号幅度//>信号幅度，否则/>信号幅度//>信号幅度。反正总是/>=小信号幅度/大信号幅度，可见/>。
以大信号幅度为1，则极化合路前总功率（H功率+V功率）为。合路时，大信号幅度为1，小信号幅度为/>，且大小信号同相位，所以合路之后的信号即/>信号的幅度为，/>信号功率为/>。要让/>信号功率=/>信号功率+/>信号功率=/>，功率上应该乘上/>的补偿因子，对应到幅度上，就是乘上/>的补偿因子。
本实施例获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；确定第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的波束合路策略；波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略；若波束合路策略为第一合路策略，则根据第一极化波束信号v的旋转角度以及第二极化波束信号h，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号；若波束合路策略为第二合路策略，则基于第一极化波束信号v的第一共轭信号和第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号。因此，使用HV两个线极化天线代替圆极化天线，并通过第一合路策略和第二合路策略两种合成策略对第一极化波束信号v和第二极化波束信号h进行跟踪，以及对两个第一极化波束信号v和第二极化波束信号h进行波束合成，输出最大信号，避免了圆极化天线的3db损失。
下面对本发明提供的数字相控接收阵极化跟踪系统进行描述，下文描述的数字相控接收阵极化跟踪系统与上文描述的数字相控接收阵极化跟踪方法可相互对应参照。
可选的，如图3所示，图3是本发明提供的数字相控接收阵极化跟踪系统的结构示意图，该系统包括：
获取模块301，用于获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定模块302，用于确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
第一合路信号生成模块303，用于若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
第二合路信号生成模块304，用于若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
本实施例获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；确定第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的波束合路策略；波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略；若波束合路策略为第一合路策略，则根据第一极化波束信号v的旋转角度以及第二极化波束信号h，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号；若波束合路策略为第二合路策略，则基于第一极化波束信号v的第一共轭信号和第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成第一极化波束信号v和第二极化波束信号h之间的目标合路信号。因此，使用HV两个线极化天线代替圆极化天线，并通过第一合路策略和第二合路策略两种合成策略对第一极化波束信号v和第二极化波束信号h进行跟踪，以及对两个第一极化波束信号v和第二极化波束信号h进行波束合成，输出最大信号，避免了圆极化天线的3db损失。
在本申请实施例中，所述第一合路信号生成模块303，用于根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
基于所述第一极化波束信号v及其对应的旋转角度进行计算，得到旋转后的极化波束信号；
基于所述旋转后的极化波束信号和所述第二极化波束信号h进行相加，生成各个初始合路信号；
基于各个所述初始合路信号确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
在本申请实施例中，所述第一合路信号生成模块303，用于基于各个所述初始合路信号确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
将各个所述初始合路信号进行平方，得到各个所述初始合路信号对应的信号平方值；
将各个所述信号平方值中最大的信号平方值，确定为所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
在本申请实施例中，所述第二合路信号生成模块304，用于基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
基于所述第一极化波束信号v及其对应的第一共轭信号计算得到第一计算值，以及基于所述第二极化波束信号h及其对应的第二共轭信号计算得到第二计算值；
将所述第一计算值和所述第二计算值进行数值大小比较，得到比较结果；
基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
在本申请实施例中，所述第二合路信号生成模块304，用于基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
若所述比较结果为第二计算值大于第一计算值，则基于所述第二共轭信号、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，计算得到第一系数；
基于所述第一系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
其中，所述第一系数的计算公式为：
；/>
其中，所述基于所述第一系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
；
其中，为第一系数，/>为第二共轭信号，w为目标合路信号。
在本申请实施例中，所述第二合路信号生成模块304，用于基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
若所述比较结果为第二计算值小于第一计算值，则基于所述第一共轭信号、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，计算得到第二系数；
基于所述第二系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
其中，所述第二系数的计算公式为：
；
其中，基于所述第二系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
；
其中，为第二系数，/>为第一共轭信号，w为目标合路信号。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图4所示，本发明实施例提了一种电子设备400，包括存储器410、处理器420及存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序411，处理器420执行计算机程序411时实现以下步骤：
获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；所述波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
请参阅图5，图5为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的实施例示意图。如图5所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质500，其上存储有计算机程序511，该计算机程序511被处理器执行时实现如下步骤：
获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；所述波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种数字相控接收阵极化跟踪方法，其特征在于，包括：
获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；所述波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
基于所述第一极化波束信号v及其对应的旋转角度进行计算，得到旋转后的极化波束信号；
基于所述旋转后的极化波束信号和所述第二极化波束信号h进行相加，生成各个初始合路信号；
基于各个所述初始合路信号确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述初始合路信号确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
将各个所述初始合路信号进行平方，得到各个所述初始合路信号对应的信号平方值；
将各个所述信号平方值中最大的信号平方值，确定为所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
其中，w为目标合路信号，{,/>,/>,...,/>,/>}为初始合路信号，/>为旋转角度，/>为虚数单位，且/>。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
基于所述第一极化波束信号v及其对应的第一共轭信号计算得到第一计算值，以及基于所述第二极化波束信号h及其对应的第二共轭信号计算得到第二计算值；
将所述第一计算值和所述第二计算值进行数值大小比较，得到比较结果；
基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
若所述比较结果为第二计算值大于第一计算值，则基于所述第二共轭信号、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，计算得到第一系数；
基于所述第一系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
其中，所述第一系数的计算公式为：
；
其中，所述基于所述第一系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
；
其中，为第一系数，/>为第二共轭信号，w为目标合路信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号，包括：
若所述比较结果为第二计算值小于第一计算值，则基于所述第一共轭信号、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，计算得到第二系数；
基于所述第二系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
其中，所述第二系数的计算公式为：
；
其中，基于所述第二系数、所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号的计算公式为：
；
其中，为第二系数，/>为第一共轭信号，w为目标合路信号。
8.一种数字相控接收阵极化跟踪系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取数字波束门列阵生成的多个数字波束信号；所述多个数字波束包括第一极化波束信号v和第二极化波束信号h；
确定模块，用于确定所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的波束合路策略；所述波束合路策略包括第一合路策略和第二合路策略，所述第一合路策略和所述第二合路策略为不同的合路策略；
第一合路信号生成模块，用于若所述波束合路策略为第一合路策略，则根据所述第一极化波束信号v的旋转角度以及所述第二极化波束信号h，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号；
第二合路信号生成模块，用于若所述波束合路策略为第二合路策略，则基于所述第一极化波束信号v的第一共轭信号和所述第二极化波束信号h的第二共轭信号，生成所述第一极化波束信号v和所述第二极化波束信号h之间的目标合路信号。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的数字相控接收阵极化跟踪方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的数字相控接收阵极化跟踪方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410370076.7A CN117978233B (zh) | 2024-03-29 | 一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410370076.7A CN117978233B (zh) | 2024-03-29 | 一种数字相控接收阵极化跟踪方法及其系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117978233A true CN117978233A (zh) | 2024-05-03 |
| CN117978233B CN117978233B (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144339A (en) * | 1998-07-31 | 2000-11-07 | Nec Corporation | Array antenna |
| CN101916918A (zh) * | 2010-07-01 | 2010-12-15 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种自动极化调整天线系统及其极化校准方法 |
| CN103794881A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-05-14 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种极化自匹配波束反向方法 |
| CN107852211A (zh) * | 2015-08-07 | 2018-03-27 | 华为技术有限公司 | 模拟波束成形设备 |
| CN111614372A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种用于卫星通信的Ku频段相控阵天线收发组件 |
| CN112235020A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-01-15 | 成都天锐星通科技有限公司 | 相控阵天线极化跟踪方法、装置和电子设备 |
| CN114498083A (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 华为技术有限公司 | 天线组件 |
| US20220239014A1 (en) * | 2019-06-10 | 2022-07-28 | Satixfy Uk Limited | Phased array antenna and system and method of antenna operation |
| CN115986422A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-04-18 | 成都知融科技有限公司 | 一种相控阵天线的线极化跟踪实现方法 |
| CN116054923A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-02 | 深圳友众科技有限公司 | 一种电调双极化卫星信号接收系统 |
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144339A (en) * | 1998-07-31 | 2000-11-07 | Nec Corporation | Array antenna |
| CN101916918A (zh) * | 2010-07-01 | 2010-12-15 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种自动极化调整天线系统及其极化校准方法 |
| CN103794881A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-05-14 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种极化自匹配波束反向方法 |
| CN107852211A (zh) * | 2015-08-07 | 2018-03-27 | 华为技术有限公司 | 模拟波束成形设备 |
| US20220239014A1 (en) * | 2019-06-10 | 2022-07-28 | Satixfy Uk Limited | Phased array antenna and system and method of antenna operation |
| CN111614372A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种用于卫星通信的Ku频段相控阵天线收发组件 |
| CN114498083A (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 华为技术有限公司 | 天线组件 |
| CN112235020A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-01-15 | 成都天锐星通科技有限公司 | 相控阵天线极化跟踪方法、装置和电子设备 |
| CN115986422A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-04-18 | 成都知融科技有限公司 | 一种相控阵天线的线极化跟踪实现方法 |
| CN116054923A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-02 | 深圳友众科技有限公司 | 一种电调双极化卫星信号接收系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HAN, GD (HAN, GUODONG): "A Novel Hybrid Phased Array Antenna for Satellite Communication on-the-Move in Ku-band", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》, 6 May 2015 (2015-05-06) * |
| 孙正阳: "Ku波段动中通变极化相控阵天线", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》, 15 August 2016 (2016-08-15) * |
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