一种天线阵列切换方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及天线阵列领域，尤其涉及一种天线阵列切换方法及系统。其中，一种天线阵列切换方法，包括：步骤S1，一天线阵列中包括一第一天线和第二天线组；步骤S2，于第一天线和第二天线接收组的第二天线之间进行模拟信号的接收切换；步骤S3，将模拟信号转换为数字信号并输出；步骤S4，剔除数字信号中处于切换状态下接收到的信号；步骤S5，确定载波频偏，并进行频偏校正；步骤S6，对频偏校正后的所有数字信号进行处理，得到定位结果并输出。本技术方案的有益效果为：提供一种天线阵列切换方法及系统，无需为每根天线分配独立的接收单元，能够减小硬件尺寸，降低了功耗及成本且易于工程实现，还能够更加准确地确定到达角的方向。

【技术实现步骤摘要】
一种天线阵列切换方法及系统
本专利技术涉及天线阵列领域，尤其涉及一种天线阵列切换方法及系统。
技术介绍
电磁波信号传播时，电磁波信号的传播方向、极化状态等参数都是非常重要的特征参量，能够携带了电磁信号的重要信息，比如，传播方向能够描述电磁波信号源的空间位置，极化状态能够描述电磁波信号的矢量运动特征，获取电磁波信号的本身固有属性，因此，在电磁波信号传播传输的过程中，收发电磁波信号的天线阵列的性能参数显得尤为重要。大多数天线阵列易受到噪声干扰、极化失配影响等因素，检测能力和分辨能力均较差，导致无法获取准确地信号到达角。由此，现有技术常为天线阵列中的每根天线分配独立的接收单元，以区别于每根天线的接收信号，并结合天线在天线阵列中的位置分布以及各种谱估计算法确定信号的到达角。然而由于现有技术需要为每根天线设置接收单元，导致天线的硬件尺寸、功耗集成本相对较大，限制了天线阵列在便携式设备中的适用情况。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种天线阵列切换方法及系统。一种天线阵列切换方法，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所述数字信号并输出；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。优选的，所述模拟信号为正整数倍的半周期的单音信号。优选的，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。优选的，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用于表示所述模拟信号的采样点数，2N用于采样点数的总数。优选的，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。优选的，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。一种天线阵列切换系统，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所述数字信号并输出；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。优选的，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。优选的，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。上述技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种天线阵列切换方法及系统，无需为每根天线分配独立的接收单元，能够减小硬件尺寸，降低了功耗及成本且易于工程实现，还能够更加准确地确定到达角的方向。附图说明图1为本专利技术的优选实施方式中，天线阵列切换方法的流程示意图；图2为本专利技术的优选实施方式中，天线阵列切换方法中的步骤S5的流程示意图；图3为本专利技术的优选实施方式中，天线阵列切换方法中的步骤S5的流程示意图；图4为本专利技术的优选实施方式中，天线阵列的结构示意图；图5为本专利技术的优选实施方式中，天线阵列切换系统的结构示意图；图6为本专利技术的优选实施方式中，频偏校正模块的结构示意图；图7为本专利技术的优选实施方式中，处理模块的结构示意图；图8为本专利技术的优选实施方式中，进行频偏校正的到达角空间谱的谱峰示意图；图9为本专利技术的优选实施方式中，未进行频偏校正的到达角空间谱的谱峰示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。一种天线阵列切换方法，如图1所示，包括：步骤S1，提供一天线阵列，天线阵列中包括一第一天线和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线阵列切换方法，其特征在于，包括：/n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；/n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；/n步骤S3，将所述模拟信号转换为所述数字信号并输出；/n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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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所述数字信号并输出；
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。


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.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。


4.根据权利要求2所述的天线阵列切换方法，其特征在于，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用于表示所述模拟信号的采样点数，2N用于采样点数的总数。


5.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。


6.根据权利要求5所述的天线阵列切换方法，其特征在于，所述到...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏强，吴川，赵新，
申请(专利权)人：上海磐启微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31