[发明专利]基于固定移相器的太赫兹动态子阵列波束赋形方法

权利要求书

1.一种基于固定移相器的太赫兹动态子阵列波束赋形系统的太赫兹动态子阵列波束赋形方法，其特征在于，所述系统包括：若干并联的发射端的射频链、设置于每个射频链输出端的若干个FPS单元、与FPS单元输出端相连的多选开关以及若干与多选开关相连的放大器及发射天线，其中：射频链根据通信基带处理过后的信号进行数模转换、上变频、放大及滤波处理并输出高频信号，FPS单元根据输入的高频信号进行移相处理并输出移相后的高频信号，多选开关根据逐行算法控制信息连接相应的FPS单元与放大器单元，放大器根据天线输入信息进行信号放大处理并输出功率放大后的高频信号至发射天线；

所述的FPS单元采用将输入信号的相位调节某一固定偏移功能的固定移相器；

所述的太赫兹动态子阵列波束赋形方法，包括以下步骤：

步骤1：将天线阵列、射频链分为m组，其中m可自由调节，每个射频链连接并行的m个FPS单元，其中FPS单元的调节相位从第一个到第m个依次设置为0，2π/m，…2π(m-1)/m；

步骤2：根据信道信息，运行逐行算法，计算得到多选开关的状态；

步骤3：根据计算结果，调节多选开关，使得每个FPS与相对应的放大器及天线单元相连接，从而完成波束赋形过程；

所述的逐行算法，具体包括：

2.1随机初始化N_t行L_t列的矩阵P_A，具体为：每一行仅设置一个模为一的非零元素，其他元素设置为零；

2.2计算其中：为广义逆矩阵操作，P^opt为纯数字波束赋形矩阵；

2.3循环计算矩阵P_A中每行的L_t列个元素的相位其中：φ为P_D的第k行与P^opt的第i行的共轭转置的乘积的相位，N为任意非负整数；

2.4从L_t个相位中寻找使得最小的结果，保留P_A在该位置的值，并使其同一行中其他元素为0，以此方式遍历所有N_t行；

2.5令后返回步骤2.2，直到算法收敛；

2.6根据P_A＝S·F计算开关状态矩阵S，其中：对角矩阵F的对角线元素的模均为一，相位依次为0、2π/m、…、2π(m-1)/m，开关状态矩阵S中的元素值1表示开关闭合，0表示开关断开。

2.根据权利要求1所述的太赫兹动态子阵列波束赋形方法，其特征是，所述的射频链包括：依次相连的数模转换器、混频器、放大器以及滤波器，其中：混频器与太赫兹信号振荡器相连，将模拟信号进行调制后进行放大。

3.根据权利要求1所述的太赫兹动态子阵列波束赋形方法，其特征是，所述的多选开关采用单刀多掷开关，其中：单刀端与放大器及天线相连，多掷端与FPS单元相连。