阵列测向方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种阵列测向方法及装置，涉及阵列信号处理技术领域，该方法包括：对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，然后对数据序列进行傅里叶变换获取数据序列的傅里叶频谱，再获取傅里叶频谱的频谱峰值以及频谱峰值对应的频率值，最后基于频率值和入射信号的射频频率，确定入射信号的入射角度。通过对空间频率进行估计，计算得到信号入射角度，从而得到空间信号到达方向的估计结果，由于傅里叶变换运算有优化过的硬件处理资源，且频谱峰值搜索运算可以采用固定处理次序的软件实现，因此可以快速准确的得到信号的入射角度。

Array Direction Finding Method and Device

The invention provides an array direction finding method and device, which relates to the field of array signal processing technology. The method includes: processing the incident signals received by multiple array channels, obtaining the data sequence, then performing Fourier transform on the data sequence to obtain the Fourier spectrum of the data sequence, and then obtaining the spectrum peak value of the Fourier spectrum and the corresponding frequency of the spectrum peak value. Finally, the incident angle of the incident signal is determined based on the frequency value and the radio frequency frequency of the incident signal. By estimating the spatial frequency, the incident angle of the signal can be calculated, and the estimation result of the direction of arrival of the spatial signal can be obtained. Because the Fourier transform operation has optimized hardware processing resources, and the peak search operation of the spectrum can be realized by software with fixed processing order, the incident angle of the signal can be quickly and accurately obtained.

【技术实现步骤摘要】
阵列测向方法及装置
本专利技术涉及阵列信号处理
，具体而言，涉及一种阵列测向方法及装置。
技术介绍
阵列信号处理是信号处理的一个重要领域，其中，阵列测向技术研究的是对DOA(DirectionOfArrival，空间信号的到达方向)的估计问题，该技术在无线电信号监测、雷达、电子战和航天测控等众多领域有着广泛的应用。现有技术中，阵列测向方法一般采用多波束比较法，通过形成多个波束接收通道，根据同一信号在不同波束接收通道的信号强度不同的原理，同时结合天线的波束方向图和波束指向信息，得到对DOA的估计结果。由于传统阵列测向方法中利用多通道形成波束，波束在硬件上合成会增大设备体积功耗，在软件上合成会增加系统复杂度和设备量，而且也需要准确测量合成波束方向和入射信号强度，因此该阵列测向方法计算方式复杂，工作量较大，也会提高进行阵列测向的设备的复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种阵列测向方法及装置，解决了现有阵列测向方法中计算方式复杂，工作量较大的问题，降低了进行阵列测向的设备的复杂度。为实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种阵列测向方法，包括：对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，该数据序列包括针对各阵列通道在同一时刻的复信号值或各阵列通道在同一频率点的复频谱值；获取数据序列的傅里叶频谱；获取傅里叶频谱的频谱峰值以及频谱峰值对应的频率值；基于频率值和入射信号的射频频率，确定入射信号的入射角度。可选地，在获取傅里叶频谱的频谱峰值以及频谱峰值对应的频率值之前，该方法还包括：将傅里叶频谱中的零频率点移动到傅里叶频谱的中点。可选地，若数据序列包括各阵列通道在同一频率点的复频谱值，在获取数据序列的傅里叶频谱之前，该方法还包括：对经过处理的入射信号做傅里叶变换，获取与入射信号的射频频率相对应的中频频点的频谱值。可选地，在获取数据序列的傅里叶频谱之前，该方法还包括：若数据序列的长度小于预设长度，则将数据序列扩充至所述预设长度。可选地，该基于频率值和入射信号的射频频率，确定入射信号的入射角度的步骤包括：计算频率值与射频频率的比值的相反数；将该比值的相反数的反正弦函数值确定为入射角度。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种阵列测向装置，该装置包括：第一获取模块，用于对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，该数据序列包括针对各阵列通道在同一时刻的复信号值或各阵列通道在同一频率点的复频谱值；第二获取模块，用于获取数据序列的傅里叶频谱；第三获取模块，用于获取傅里叶频谱的频谱峰值以及频谱峰值对应的频率值；确定模块，基于频率值和入射信号的射频频率，确定入射信号的入射角度。可选地，该装置还包括：移动模块，用于将傅里叶频谱中的零频率点移动到傅里叶频谱的中点。可选地，第一获取模块还用于：对经过处理的所述入射信号做傅里叶变换，获取与所述入射信号的射频频率相对应的中频频点的频谱值。可选地，该装置还包括：扩充模块，若所述数据序列的长度小于预设长度，则将所述数据序列扩充至所述预设长度。可选地，确定模块具体用于：计算频率值与射频频率的比值的相反数；将该比值的相反数的反正弦函数值确定为入射角度。本专利技术的有益效果是：提供了一种阵列测向方法，包括：对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，然后对数据序列进行傅里叶变换获取数据序列的傅里叶频谱，再获取傅里叶频谱的频谱峰值以及频谱峰值对应的频率值，最后基于频率值和入射信号的射频频率，确定入射信号的入射角度。通过对空间频率进行估计，计算得到信号入射角度，从而得到空间信号到达方向的估计结果，由于傅里叶变换运算有优化过的硬件处理资源，且频谱峰值搜索运算可以采用固定处理次序的软件实现，因此可以快速准确的得到信号的入射角度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种阵列测向方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种时域数据序列；图3为本专利技术实施例提供的一种频域数据序列；图4为本专利技术实施例提供的一种处理入射信号的方法示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种阵列通道的布置示意图；图6为本专利技术实施例提供的另一种阵列测向方法的流程图；图7为本专利技术实施例提供的一种傅里叶频谱图；图8为本专利技术实施例提供的一种阵列测向方法误差分析的方法示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种阵列测向装置的模块示意图；图10为本专利技术实施例提供的另一种阵列测向装置的模块示意图；图11为本专利技术实施例提供的另一种阵列测向装置的模块示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。请参照图1，为本专利技术实施例提供的一种阵列测向方法的流程图。步骤S101，对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，该数据序列包括针对各阵列通道在同一时刻的复信号值或各阵列通道在同一频率点的复频谱值。由于从多个阵列通道接收到的入射信号为模拟信号，模拟信号虽可测，但计算机中的软件程序不能直接对模拟信号进行处理，所以在信号处理时并不直接对测得的模拟信号进行处理，而是先将各阵列通道模拟信号同步转化为数字信号，再对转化后的数字信号做进一步处理。因此需要对从多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列。其中，阵列为按照一定规律进行空间排列的一种排列方式。在本专利技术实施例中，阵列为工作在同一频率的两个或两个以上的单一天线按照一定的要求进行空间排列构成的天线阵列，构成天线阵列的单元是阵元。阵列分为均匀线性阵列、非均匀线性阵列和均匀圆阵几种不同阵列，需要说明的是，本专利技术所提供的阵列测向方法主要是针对均匀线性阵列进行测向。阵列通道为以阵列形式构成的一种接收信号的通道，在实际应用中，阵列通道可以为根据用户需要设计的具有特定功能和技术指标的集成电路。入射信号为从阵列通道接收到的信号，是一种电磁波信号。数据序列为从各阵列通道接收到的信号经过处理后得到的序列，在时域中处理时，数据序列可用如图2中的矩阵的其中一行表示，例如[S1(k)，S2(k)，……，SN(k)]，其中k表示采样时刻，且k为正整数，S1(k)表示第1个通道在k时刻的复信号值，SN(k)表示第N个通道在k时刻的复信号值。在频域处理时，需要对图2中的矩阵的每一列进行离散傅里叶变换，得到频域中的矩阵如图3所示，数据序列可用该矩阵中的一行表示，例如[X1(fm)，X2(fm)，……，XN(fm)]。其中fm表示与射频频率相对应的中频频点，X1(fm)为通道1在频点fm的复频谱值，XN(fm)为通道N在频点fm的复频谱值。复信号值为复数形式的信号值，可以看做是实信号和虚信号的合成信号。复频谱值为经过傅里叶变换得到的复数系数的序列。如图4所示，对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理的具体方式可以为：首先对入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列测向方法，其特征在于，所述方法包括：对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，所述数据序列包括针对各所述阵列通道在同一时刻的复信号值或各所述阵列通道在同一频率点的复频谱值；获取所述数据序列的傅里叶频谱；获取所述傅里叶频谱的频谱峰值以及所述频谱峰值对应的频率值；基于所述频率值和所述入射信号的射频频率，确定所述入射信号的入射角度。

【技术特征摘要】
1.一种阵列测向方法，其特征在于，所述方法包括：对多个阵列通道接收到的入射信号进行处理，获取得到数据序列，所述数据序列包括针对各所述阵列通道在同一时刻的复信号值或各所述阵列通道在同一频率点的复频谱值；获取所述数据序列的傅里叶频谱；获取所述傅里叶频谱的频谱峰值以及所述频谱峰值对应的频率值；基于所述频率值和所述入射信号的射频频率，确定所述入射信号的入射角度。2.如权利要求1所述的阵列测向方法，其特征在于，在所述获取所述傅里叶频谱的频谱峰值以及所述频谱峰值对应的频率值之前，所述方法还包括：将所述傅里叶频谱中的零频率点移动到所述傅里叶频谱的中点。3.如权利要求1所述的阵列测向方法，其特征在于，若所述数据序列包括各所述阵列通道在同一频率点的复频谱值，在所述获取所述数据序列的傅里叶频谱之前，所述方法还包括：对经过处理的所述入射信号做傅里叶变换，获取与所述入射信号的射频频率相对应的中频频点的频谱值。4.如权利要求1所述的阵列测向方法，其特征在于，在所述获取所述数据序列的傅里叶频谱之前，所述方法还包括：若所述数据序列的长度小于预设长度，则将所述数据序列扩充至所述预设长度。5.如权利要求1所述的阵列测向方法，其特征在于，所述基于所述频率值和所述入射信号的射频频率，确定所述入射信号的入射角度包括：计算所述频率值与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青丽，张慧，
申请(专利权)人：电子科技大学成都学院，
类型：发明
国别省市：四川,51