一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法，针对各类时延滤波器设计的差异，本发明专利技术从节约硬件资源和实际应用的角度出发，提出一种多级滤波器组的方法来实现宽带信号的时延补偿；本发明专利技术针对的是分数时延滤波补偿，对于整数时延可以采用数字延迟线的方法进行补偿，通过对阵列的每个阵元接收信号进行分级滤波，就能实现精确的时延补偿；通过本发明专利技术提出的这种多级滤波器组的结构实现时延滤波时，由于各组时延滤波器的滤波系数仅和信号的采样周期相关，这样就只需要存储少量的滤波系数，因此可以提前设计好整个滤波器组进行存储，避免了对系数的实时计算，这在实际应用中具有重要价值。

A Broadband Beamforming Method Based on Multistage Filter Banks

The invention discloses a broadband beamforming method based on multi-stage filter banks. In view of the differences in the design of various time-delay filters, the invention proposes a method of multi-stage filter banks to realize time-delay compensation of broadband signals from the angle of saving hardware resources and practical application. The invention aims at fractional time-delay filtering compensation, and can adopt digital for integer time-delay. The method of delay line is compensated, and precise delay compensation can be achieved by filtering the received signals of each element of the array in a hierarchical way. The structure of the multi-stage filter bank proposed by the present invention realizes delay filtering, because the filter coefficients of each group of delay filters are only related to the sampling period of the signal, so only a small number of filter coefficients need to be stored. In order to save the whole filter bank in advance, the real-time calculation of the coefficients is avoided, which is of great value in practical application.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法
本专利技术属于雷达与声纳系统领域，尤其涉及一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法。
技术介绍
在阵列信号处理中，需要根据信号和噪声干扰的空间特性进行信号检测与参数估计，波束形成是其中一个重要的研究方向。波束形成根据带宽相对于中心频率的大小不同可以分为窄带波束形成和宽带波束形成，现在在雷达、医学影像及水下声纳等众多领域中，为了获得更高的分辨率、识别以及抗干扰能力，阵列往往需要采用具有较大带宽的宽带信号进行处理。宽带波束形成器通常可以使用时域和频域两种方法设计，频域处理方法是将宽频带分割成多个子带，使得每个子带信号变成窄带信号，变换到窄带信号后就可以回到窄带波束形成的方法上，最后只需要将各子带进行拼接，就可以得到宽带波束输出。这种频域处理方法需要经过傅里叶变换和反傅里叶变换，这将会带来很大的计算量，同时各子带间相位不连接，导致不能得到时间上连续的波形输出。经典的时域处理方法是对阵列的每个阵元输出进行幅度加权，然后通过时延滤波器进行滤波实现相位的补偿，最后将各阵元输出结果相加就能得到时间上连续的宽带波束输出，因此时域宽带波束形成器的设计关键就在于时延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法，其特征在于：具体包含如下步骤；步骤1，根据宽带阵列信号处理的模型计算信号到达各个阵元所用时间与参考阵元所用时间的差，然后依据差值可计算出整数倍采样周期和分数倍采样周期的延迟值；步骤2，根据整数倍采样周期延迟值选择相应的数字延迟线，而对分数倍采样周期延迟值则进行进一步分解，具体分解的精度依据设计要求进行选择；步骤3，基于所需延迟精度，采用恰当的自适应算法设计滤波器，将设计得到的多级滤波系数进行存储，等待调用；步骤4，根据各个阵元所需的相应分数延迟，从存储器中选取各级对应的滤波系数，然后进行滤波操作；步骤5、将各个阵元经过滤波处理后的的信号进行合成，就能...

【技术特征摘要】
1.一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法，其特征在于：具体包含如下步骤；步骤1，根据宽带阵列信号处理的模型计算信号到达各个阵元所用时间与参考阵元所用时间的差，然后依据差值可计算出整数倍采样周期和分数倍采样周期的延迟值；步骤2，根据整数倍采样周期延迟值选择相应的数字延迟线，而对分数倍采样周期延迟值则进行进一步分解，具体分解的精度依据设计要求进行选择；步骤3，基于所需延迟精度，采用恰当的自适应算法设计滤波器，将设计得到的多级滤波系数进行存储，等待调用；步骤4，根据各个阵元所需的相应分数延迟，从存储器中选取各级对应的滤波系数，然后进行滤波操作；步骤5、将各个阵元经过滤波处理后的的信号进行合成，就能实现宽带波束形成。2.根据权利要求1所述的一种基于多级滤波器组的宽带波束形成方法，其特征在于：延迟量的计算具体如下：相邻阵元接收信号时产生的延迟为Δτ＝dsinθ/c，其中，d为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，吴云树，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32