一种自适应相位差测量方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应相位差测量方法，属于环境监测领域

【技术实现步骤摘要】
一种自适应相位差测量方法


[0001]本专利技术属于环境监测领域，具体涉及一种自适应相位差测量方法
。

技术介绍

[0002]干涉仪测向体制是辐射源定位最典型的测向体制，多基线干涉仪测向主要通过多个天线阵元接收辐射源信号，经过信号处理得到辐射源信号到达时间
、
信号频率
、
接收通道间相位差等信息后，通过最小二乘法估计出辐射源的方位角和俯仰角，得到脉冲的角度信息，获得辐射源来波方向
。
因此，获取高精度相位差，在干涉仪测向定位
、
辐射源个体识别等电子对抗方向具有重要的作用
。
随着各类无线电技术快速发展，无线电设备数量众多，波形复杂，发送的信号样式丰富，各类电磁环境交织在一起，使得电子战场的电磁环境越发复杂
。
传统的相关法和傅里叶变换法相位测量方法处理流程较为固定，在相位差测量精度
、
测量稳定性
、
对复杂信号适应性等方面渐渐开始难以满足雷达信号与通信信号处理的需求
。
公开报道文献暂无单脉冲相位差自适应测量具体解决方案与技术途径，研究一种自适应相位差测量方法实现复杂电磁环境下的单脉冲测向具有重要意义
。

技术实现思路

[0003]实现本专利技术目的在于提供一种自适应相位差测量方法，通过自适应跟踪滤波，有效降低干扰；通过自适应
DFT
运算，有效提升处理信噪比，提高相位差测量精度；采用“并串
‑
串并”转换结合方式，利用
FPGA
高速并行处理能力，提高运算速度，实现全吞吐单脉冲实时相位差测量，有效提高相位差测量的速度与实时性，提高复杂电磁环境下对辐射源信号测向的准确性
。
[0004]实现本专利技术的技术方案为：一种自适应相位差测量方法，包括以下步骤：
[0005]步骤
1、
对监视频段的
N
个通道信号分别进行
AD
采样得到
N
个通道
AD
数据，对
N
个通道
AD
数据进行缓存得到缓存数据
DATA
，同时进行信号检测得到检波
VP
，长度为
PW
，将缓存数据
DATA
与检波
VP
进行对齐；转入步骤
2。
[0006]步骤
2、
取出检波
VP
，按照长度
M
进行自适应分段处理，得到处理后的
L
段检波
VP_part1~VP_partL
及对应的缓存数据
DATA_part1~ DATA_partL
；转入步骤
3。
[0007]步骤
3、
取出一个通道中的一段检波及其对应的缓存数据，进行频率测量引导自适应跟踪滤波，并做
DFT
运算，得到该段的
DFT
运算结果：
[0008]S31
，取出一个通道第一段检波
VP_part1
及其对应的第一段缓存数据
DATA_part1
，并求解其对应的信号频率
FRE1
，转入
S32。
[0009]S32
，根据上述信号频率
FRE1
生成本振信号，并引导
N
个通道第一段缓存数据
DATA_part1
进行混频处理，将
N
个通道信号频率搬移到基带，得到搬移后的基带信号，转入
S33。
[0010]S33
，对搬移后的基带信号进行低通滤波，对滤波后数据进行长度为
M
的
DFT
运算，得到该段的
DFT
运算结果，转入步骤
4。
[0011]步骤
4、
重复步骤3，遍历全部
L
段数据；并在最后一段
VP_partL
结束时，求得
N
个通
道的
DFT
运算结果，再分别提取相位值；以其中一个通道为基准，求得各个通道间的相位差值，完成最终相位差结果输出
。
[0012]本专利技术与现有技术相比，其优点在于：1）该方案实现了复杂电磁环境下的单脉冲相位差测量技术，提升对复杂电磁环境的适应性；2）通过实时频率测量与自适应跟踪滤波，有效降低干扰；3）提出了采用“串并
‑
并串”转换结合方式，有效提高多同时到达的信号相位差测量能力，进而提高信号的相位差测量速度；4）适合在
FPGA
上处理，实现高速
、
实时
、
全流水信号检测，工程应用性高
。
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一种自适应相位差测量方法流程图
。
[0015]图2为本专利技术的
VP
与
AD
对齐示意图
。
[0016]图3为本专利技术的
VP
扩展与
DATA
补零示意图
。
[0017]图4为本专利技术的频率搬移示意图，其中
(a)
为输入中频信号频谱图，
(b)
为频率搬移后信号频谱图
。
[0018]图5为本专利技术的滤波器幅相特性曲线图
。
[0019]图6为本专利技术的不同脉宽相位测量精度对比图
。
具体实施方式
[0020]结合图1，一种自适应相位差测量方法，步骤如下：
[0021]步骤
1、
对监视频段的
15
个通道信号分别进行
AD
采样，采样率
102.4MHz
，得到
15
个通道
AD
数据，对
15
个通道
AD
数据进行缓存得到缓存数据
DATA
，并同时进行信号检测得到检波
VP
，长度为
PW
，将缓存数据
DATA
与检波
VP
进行对齐，具体包括以下步骤：
[0022]步骤
11、
采用由
15
个天线阵构成干涉仪测向系统天线阵，对
15
个通道监视频段的接收信号进行
AD
采样，得到
15
通道
AD
数据
。
[0023]步骤
12、
选取
15
个通道
AD
数据，分别进行数字信道化检测，得到检测
VP
：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自适应相位差测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
对监视频段的
N
个通道信号分别进行
AD
采样得到
N
个通道
AD
数据，对
N
个通道
AD
数据进行缓存得到缓存数据
DATA
，同时进行信号检测得到检波
VP
，长度为
PW
，将缓存数据
DATA
与检波
VP
进行对齐；转入步骤2；步骤
2、
取出检波
VP
，按照长度
M
进行自适应分段处理，得到处理后的
L
段检波
VP_part1~VP_partL
及对应的缓存数据
DATA_part1~ DATA_partL
；转入步骤3；步骤
3、
取出一个通道中的一段检波及其对应的缓存数据，进行频率测量引导自适应跟踪滤波，并做
DFT
运算，得到该段的
DFT
运算结果：
S31
，取出一个通道第一段检波
VP_part1
及其对应的第一段缓存数据
DATA_part1
，并求解其对应的信号频率
FRE1
，转入
S32
；
S32
，根据上述信号频率
FRE1
生成本振信号，并引导
N
个通道第一段缓存数据
DATA_part1
进行混频处理，将
N
个通道信号频率搬移到基带，得到搬移后的基带信号，转入
S33
；
S33
，对搬移后的基带信号进行低通滤波，对滤波后数据进行长度为
M
的
DFT
运算，得到该段的
DFT
运算结果，转入步骤4；步骤
4、
重复步骤3，遍历全部
L
段数据；并在最后一段
VP_partL
结束时，求得
N
个通道的
DFT
运算结果，再分别提取相位值；以其中一个通道为基准，求得各个通道间的相位差值，完成最终相位差结果输出
。2.
根据权利要求1所述的一种自适应相位差测量方法，其特征在于，步骤1中，对监视频段的
N
个通道信号分别进行
AD
采样得到
N
个通道
AD
数据，对
N
个通道
AD
数据进行缓存得到缓存数据
DATA
，同时进行信号检测得到检波
VP
，长度为
PW
，将缓存数据
DATA
与检波
VP
进行对齐，具体包括以下步骤：步骤
11、
采用由
N
个天线阵构成干涉仪测向系统天线阵，对
N
个通道监视频段的接收信号进行
AD
采样，得到
N
通道
AD
数据；步骤
12、
选取
N
个通道
AD
数据，分别进行数字信道化检测，得到检测
VP
：将
N
个通道
AD
数据分别输入数字信道化滤波器，分别得到
N
个通道的滤波数据；将滤波数据按信道进行
N
通道非相干积累
、
时域能量累加，生成积累包络并估计噪声门限，生成自适应检测门限；同时将积累包络与自适应检测门限作比较，得到检测
VP
，长度为
PW
；步骤
13、
对
N
个通道
AD
数据进行缓存，调节缓存数据延时时长，使得缓存数据
DATA
与检波
VP
进行对齐
。3.
根据权利要求2所述的一种自适应相位差测量方法，其特征在于，步骤2中，取出检波
VP
，按照长度
M
进行自适应分段处理，得到处理后的
L
段检波
VP_part1~VP_partL
及对应的缓存数据
DATA_part1~ DATA_partL
，具体处理原则如下：1）当
PW<M
时，将检波
VP
扩展到
M
长度，得到长度为
M
的检波
VP_part1
；同时，将与检波
VP
对齐的缓存数据
DATA
进行补零，得到长度为
M
的缓存数据
DATA_part1
；2）当
PW=L*M
时，按照
M
长度进行分段处理，得到处理后的
L
段检波
VP_part1~VP_partL
及缓存数据
DATA_part1~ DATA_partL
；3）当
PW>M
且
PW...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈望杰，朱伟强，高兴建，苏抗，于志良，冒海飞，唐遒，于涵，吕方晖，赵锐，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：