基于快速实时空间谱估计超分辨测向装置的测向方法

摘要

本发明提供的是一种基于快速实时空间谱估计超分辨测向装置的测向方法。主要由一组DSP构成的主从DSP并行信号处理模块、由FPGA构成的逻辑控制模块和通信接口模块三部分组成；通信接口模块从数字接收机接收各通道的采样数据和把计算出的角度报送给上位机；并行信号处理模块中的主从DSP采用总线共享的紧耦合方式连接，DSP之间利用数据总线传输中间数据；DSP总线与逻辑控制模块之间由数据、地址和控制总线互联。本发明能够同时对多个辐射源进行快速精确测向，进而对其进行精确定位，还可以根据需要对移动辐射源进行跟踪、定位，或者装在移动装置上对辐射源进行跟踪、定位。同时还可用于船只的定位及海上搜救，民航机场雷达的探测和干扰信号的测向等。

主权项

一种基于快速实时空间谱估计超分辨测向装置的测向方法，快速实时空间谱估计超分辨测向装置主要由一组DSP构成的主从DSP并行信号处理模块、由FPGA构成的逻辑控制模块和通信接口模块三部分组成，通信接口模块从数字接收机接收各通道的采样数据和把计算出的角度报送给上位机，并行信号处理模块中的主从DSP采用总线共享的紧耦合方式连接，DSP之间利用数据总线传输中间数据，DSP总线与逻辑控制模块之间由数据、地址和控制总线互联；首先接收数字接收机采样的数据，对数据进行预处理，然后求出相关矩阵；对相关矩阵进行特征分解，得出噪声特征子空间，并利用特征值估计出辐射源的个数；然后用不同入射角度对应的方向导向矢量和噪声特征子空间计算出给定角度区域的空间谱值；再对谱值进行谱峰搜索，得到的谱峰的位置对应着辐射源的真实入射方向；其特征是其具体步骤为：首先进行初始化，初始化完毕之后马上计算导向矢量表格，将结果存放在DSP的片上内存；计算完导向矢量之后，等待数字接收机在采样结束后发出的开始命令，一旦有开始命令，主DSP接收数字接收机采样的数据并开始进入处理程序，该数据是由5个通道、100个采样快拍构成的5×100的矩阵；处理器首先对数据矩阵进行相关处理得到5×5的相关矩阵；对相关矩阵进行特征分解，得到特征值和特征向量；利用特征值通过信息论准则估计出辐射源的个数；利用信源个数对特征向量进行划分，分别得到信号特征向量和噪声特征向量；噪声特征向量也就对应噪声特征子空间，主DSP通过数据总线将噪声特征向量送给各片从DSP；然后主从DSP都开始在各自的角度区域内计算空间谱值；计算谱值所需要用到的导向矢量通过查表方式到内存里直接调用；整个区域的空间谱值都计算完毕之后，各DSP用大步长在各自的角度区域内进行谱峰粗搜索；搜索完毕之后，从DSP将粗搜索得到的谱峰位置和谱峰值再送回主DSP；主DSP对所有的粗搜索谱峰进行比较，确定出辐射源信号入射所对应的谱峰，然后再在这些谱峰周围用小步长进行精搜索；精搜索完毕就得到辐射源信号精确的入射角度；然后再将角度上报给上位机；上报完成之后等待数字接收机的下一个开始命令，再进入下一个处理过程。