一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，天线阵列模块与射频开关模块相连接，射频开关模块与射频接收通道模块相连接，射频接收通道模块与时频信号处理模块相连接，时频信号处理模块与输出显示模块相连接，数字控制模块同时与射频开关模块和时频信号处理模块相连接。同时提供一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向方法。本发明专利技术针对通信、雷达等应用中宽带线性调频信号的测向问题，通过高速切换的射频开关模块对宽带来波信号滤波并在时域划分为多个子带信号，通过对各个子带信号的时频谱分析，实现对来波方向的测定。本发明专利技术具有成本低，结构简单和算法复杂度低的特点，可广泛应用于宽带通信和电子对抗等领域。

A wideband LFM signal direction finding system and method based on time modulation

The invention provides a broadband LFM signal direction finding system based on time modulation. The antenna array module is connected with the radio frequency switch module, the radio frequency switch module is connected with the radio frequency receiving channel module, the radio frequency receiving channel module is connected with the time frequency signal processing module, and the time frequency signal processing module and the output display module. The digital control module is connected with the RF switch module and the time frequency signal processing module. At the same time, a wideband LFM signal direction finding method based on time modulation is also provided. Aiming at the direction finding problem of broadband linear frequency modulation signal in communication, radar and other applications, the invention filters the broadband incoming wave signal by high-speed switching RF switch module and divides it into several subband signals in time domain, and realizes the determination of incoming wave direction by analyzing the time-frequency spectrum of each subband signal. The invention has the advantages of low cost, simple structure and low algorithm complexity, and can be widely used in the fields of broadband communication and electronic countermeasures.

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统及方法
本专利技术属于天线工程
，具体是一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统及方法，实现对宽带线性调频信号测向功能。
技术介绍
测向技术广泛应用于雷达，声呐和无线通讯等领域，传统的测向方法(比幅比相法，多普勒频移法，到达时差估计和空间谱估计等方法)存在着或硬件结构复杂、成本高，或计算度复杂，或估计精度低等问题。经过检索发现，申请号为：201310317954.0的中国专利申请《单通道无线电单通单通线电测向系统》，其提出了一种灵巧的单通道测向方法，其利用单刀双掷开关对来波进行周期性的调制，使来波信号以载频为中心产生多次谐波信号，通过基波与谐波信号之间一一对应的关系，实现对来波方向的估计。其不足之处在于该测向方法要求来波信号的带宽不能大于开关切换的频率，否则调制后的信号中基波与谐波分量将会产生混叠，从而严重恶化估计误差。但是在实际应用中线性调频信号作为一种大时宽带宽积的扩频信号，广泛应用于通信、雷达、声纳、地质探测和医学成像等领域。如在雷达中，为增加雷达的探测距离，同时保持一定的距离分辨力，通常采用线性调频信号以获得大时宽带宽积；在无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，包括天线阵列模块、射频开关模块、射频接收通道模块、数字控制模块、时频信号处理模块和输出显示模块，所述天线阵列模块与射频开关模块相连接，所述射频开关模块与射频接收通道模块相连接，所述射频接收通道模块与时频信号处理模块相连接，所述时频信号处理模块与输出显示模块相连接，所述数字控制模块同时与射频开关模块和时频信号处理模块相连接；其中：天线阵列模块包括两阵元印刷偶极子天线阵列单元(1)，阵列单元间距为半波长，接收入射的线性调频信号，即入射信号；射频开关模块包括单刀双掷开关(2)，周期性切换选择不同阵元的入射信号，将入射信号在时频域滤波并划分为...

【技术特征摘要】
1.一种基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，包括天线阵列模块、射频开关模块、射频接收通道模块、数字控制模块、时频信号处理模块和输出显示模块，所述天线阵列模块与射频开关模块相连接，所述射频开关模块与射频接收通道模块相连接，所述射频接收通道模块与时频信号处理模块相连接，所述时频信号处理模块与输出显示模块相连接，所述数字控制模块同时与射频开关模块和时频信号处理模块相连接；其中：天线阵列模块包括两阵元印刷偶极子天线阵列单元(1)，阵列单元间距为半波长，接收入射的线性调频信号，即入射信号；射频开关模块包括单刀双掷开关(2)，周期性切换选择不同阵元的入射信号，将入射信号在时频域滤波并划分为多个子带信号，并对多个子带信号进行周期性调制；射频接收通道模块包括依次连接的低噪声放大器(3)、射频本振单元(5)、低通滤波器(6)和模拟数字转换器(7)以及与射频本振单元(5)相连接的混频器(4)；射频通道模块放大入射信号强度，并将射频信号下变频至中频后转换为数字信号；时频信号处理模块包括计算数字信号时频特征的算法单元(8)，将采样后的数字信号进行时频算法分析，计算滤波后子带信号间时频关系以及调制后的谐波关系，并计算入射信号的来波入射方向；输出显示模块包括显示器(9)，将计算出的来波入射方向信息显示出来；数字控制模块包括可编程逻辑芯片单元(10)，控制射频开关模块的切换，并提供时序给时频信号处理模块的算法分析作为时间基准。2.根据权利要求1所述的基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，所述射频开关模块进行周期切换，对接收到的入射信号进行时频域滤波并调制，使得馈入射频接收通道模块的入射信号被划分为多个子带信号，且每个子带信号同时伴随着相应的谐波成分。3.根据权利要求1所述的基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，所述射频开关模块的切换频率fp与接收线性调频信号的调频斜率μ之间满足如下关系：4.根据权利要求1所述的基于时间调制的宽带线性调频信号测向系统，其特征在于，所述数字控制模块通过可编程逻辑芯片单元实现对射频开关模块的控制，并且将控制时序提供给时频信号处理模块，给时频信号处理模块的算法分析提供时间基准，使得在时频分析中准确的搜寻到不同子带信号的基波和相应谐波的频...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈靖峰，贺冲，金荣洪，耿军平，梁仙灵，朱卫仁，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31