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基于人工表面等离激元的漏波天线及其智能调控方法、系统技术方案

技术编号:40987504 阅读:13 留言:0更新日期:2024-04-18 21:31
发明专利技术公开了基于人工表面等离激元的漏波天线及其智能调控方法、系统,天线中可重构人工表面等离激元漏波结构包括与共面波导匹配结构连接的T形SSPPs传输线、以及位于T形SSPPs传输线两侧对称布置的可切换的辐射/非辐射工作状态的辐射贴片,上面设置有若干个串联的PIN二极管,分别对称位于辐射贴片ELC谐振结构的两侧,PIN二极管的偏置电压控制天线工作状态,即辐射状态和非辐射状态,在频段内的动态控制和频扫波束功能。此外本发明专利技术利用计算机视觉技术,通过视觉信息辅助获得目标的位置信息,实时对FPGA或信号发生器进行调控,并通过发送指令完成闭环设计,最终实现对外界目标感知和跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能天线领域,具体涉及基于人工表面等离激元的漏波天线及其智能调控方法、系统


技术介绍

1、智能天线的领域在不断发展,其中波束赋形类天线通过动态调整天线指向来聚焦信号,但是需要复杂的硬件和信号处理要求,增加了系统成本。并且对动态环境的适应性可能存在一些挑战。自适应天线根据环境变化实时调整天线参数,提高信号质量和对抗信号干扰,但是硬件和算法复杂性较高,并且需要大量的计算资源支持。目前大部分频扫天线要么是静态的(制作后固定在石头上),要么是独立切换模式运行。并且无法动态的与环境和用户需求之间的进行交互。鉴于此,sspps漏波天线已成为一种高效可重构漏波天线解决方案,并且适应于多频带通信和宽频下的波束扫描。随着计算机视觉技术的快速发展,高效可靠的目标检测和跟踪在许多场景中成为主流解决方案。其中如何将目标识别、跟踪和智能天线的信号传输和通信进行系统化的集成成为了一个重要问题。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本专利技术提供了基于人工表面等离激元的漏波天线及其智能调控方法、系统,基于人工表面等离激元漏波天线(sspp-lwa)具有电磁波辐射可调、成本低、体积小等优点,利用计算机视觉获取用户的位置信息、以及利用sspp-lwa更好地实现波束扫描和无线通信。

2、为解决以上技术问题,本专利技术提供如下技术方案:基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,包括介质基板、覆盖在介质基板上表面的金属条带、以及覆盖在介质基板下表面的金属地板,所述金属条带上包括一组共面波导匹配结构、每个共面波导匹配结构具有一组沿中轴线对称布置的弧形部,位于共面波导匹配结构之间设置有可重构人工表面等离激元漏波结构;

3、所述可重构人工表面等离激元漏波结构包括与共面波导匹配结构连接的t形sspps传输线、以及位于t形sspps传输线两侧对称布置的可切换的辐射/非辐射工作状态的辐射贴片,所述辐射贴片上设置有若干个串联的pin二极管,串联的pin二极管分别对称位于辐射贴片elc谐振结构的两侧,pin二极管的偏置电压控制天线工作状态。

4、进一步地,前述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,还包括设置于elc谐振结构内中间沿着x轴的电容型贴片。

5、进一步地,前述的串联的pin二极管的距离为1.1nm。

6、进一步地,前述的辐射贴片上的一个通孔与金属地板正极连接,另一个通孔与地面相连。

7、进一步地,前述的电容型贴片包括正极铜片、以及负极铜片。

8、进一步地,前述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,还包括电感,设置于辐射贴片的接地端,所述电感连接于负极铜片上馈电。

9、本专利技术另一方面提出基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线的智能调控方法,包括如下步骤:

10、s1、利用计算机视觉技术采集图像信息,检测移动目标,得到移动目标的位置信息;

11、s2、通过位置信息,可以得到对应目标的电压序列、以及位置对应的频率指令,发送计算机的预编码和指令进行处理,并将控制馈电电平序列反馈至fpga或者将频率指令发送至信号发生器;

12、s3、fpga通过控制馈电的电平序列调节天线的工作状态的切换;信号发生器通过输入频率指令控制可重构人工表面等离激元漏波天线波束扫描角度,进行目标实现宽频带跟踪。

13、本专利技术还提出基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线的智能调控系统,包括:

14、信息采集模块,用于利用计算机视觉技术采集图像信息,检测移动目标,得到移动目标的位置信息,

15、信号处理模块,通过位置信息,可以得到对应目标的电压序列、以及位置对应的频率指令,发送计算机的预编码和指令进行处理,并将控制馈电电平序列反馈至fpga或者将频率指令发送至信号发生器;

16、调控跟踪模块,用于fpga通过控制馈电的电平序列调节天线的工作状态的切换;信号发生器通过输入频率指令控制可重构人工表面等离激元漏波天线波束扫描角度,进行目标实现宽频带跟踪。

17、相较于现有技术,本专利技术采用以上技术方案的有益技术效果如下:

18、本专利技术利用计算机视觉技术和可重构漏波天线实现了电磁实时目标跟踪。本专利技术提出的方法可以实现了sspps可重构漏波天线在辐射状态和非辐射状态之间的自适应实时切换,保证了通信内容不被外界物体窃取。在其他场景中,sspps可重构漏波天线根据目标位置在基站侧提供反馈,并根据目标位置提供所需的频率指令,从而实现波束跟踪。这项工作有望在智能电磁调控及无线通信领域拥有重要的应用前景。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,包括介质基板、覆盖在介质基板上表面的金属条带、以及覆盖在介质基板下表面的金属地板,所述金属条带上包括一组共面波导匹配结构、每个共面波导匹配结构具有一组沿中轴线对称布置的弧形部,其特征在于,位于共面波导匹配结构之间设置有可重构人工表面等离激元漏波结构;

2.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,还包括设置于ELC谐振结构内中间沿着x轴的电容型贴片。

3.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,串联的PIN二极管的距离为1.1nm。

4.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,辐射贴片上的一个通孔与金属地板正极连接,另一个通孔与地面相连。

5.根据权利要求2所述的基于基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,电容型贴片包括正极铜片、以及负极铜片。

6.根据权利要求5所述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,还包括电感,设置于辐射贴片的接地端,所述电感连接于负极铜片上馈电。

7.基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线的智能调控方法,其特征在于,包括如下步骤:

8.基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线的智能调控系统,其特征在于,包括:

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【技术特征摘要】

1.基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,包括介质基板、覆盖在介质基板上表面的金属条带、以及覆盖在介质基板下表面的金属地板,所述金属条带上包括一组共面波导匹配结构、每个共面波导匹配结构具有一组沿中轴线对称布置的弧形部,其特征在于,位于共面波导匹配结构之间设置有可重构人工表面等离激元漏波结构;

2.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,还包括设置于elc谐振结构内中间沿着x轴的电容型贴片。

3.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的可重构且外部可感知的漏波天线,其特征在于,串联的pin二极管的距离为1.1nm。

4.根据权利要求1所述的基于人...

【专利技术属性】
技术研发人员:汤文轩李威汉陈佳崔铁军
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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