一种基于快速傅里叶变换的多载波离波测向方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116008905A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310059720.4(22)申请日2023.01.18(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新西区西源大道2006号(72)发明人万群夏畅雄刘翼鹏彭翔宇邢天弈张珂浩(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232专利代理师孙一峰(51)Int.Cl.G01S3/14(2006.01)G06F17/14(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种基于快速傅里叶变换的多载波离波测向方法(57)摘要本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于快速傅里叶变换的多载波离波测向方法。本发明所要解决的问题就是在采用单个接收天线接收两个发射天线同步发射的多载波信号的情况下，如何利用单个接收天线的接收信号、发射天线同步发射的多载波信号的频率和相位信息，通过构建两个载波复幅度序列及其快速傅里叶变换处理，测定离波方向。使用本发明提出的方法，在已知发射的多载波信号的频率、相位的情况下，仅需利用单个接收天线接收两个发射天线同步发射的多载波信号，就能实现离波测向，不仅可减小无线电信号接收端的体积、重量、功耗和系统维护成本，还可通过快速傅里叶变换处理降低接收端离波测向的复杂度，从而提高离波测向功能模块的便携性。CN116008905ACN116008905A权利要求书1/1页1.一种基于快速傅里叶变换的多载波离波测向方法，定义采用一个天线接收两个发射天线同时发射的多载波信号，两个发射天线之间的距离为d，发射信号的载波个数为N，第n个载波的频率为fn，第一个发射天线发射信号的第n个载波幅度为两个发射天线的数模转化器输入的数字信号样本个数为K，数模转化速率为fDAC；接收天线接收信号的模数转化速率为fADC；搜索的离波方向个数为M，θm为第m个搜索的离波方向，m＝1，2，…，M，离波方向的搜索序列为{θ1，θ2......，θM}；其特征在于，所述测向方法包括以下步骤：S1、定义第一个发射天线的数字发射的信号为：其中，k＝0，1，2，…，K‑1；第二个发射天线的数字发射信号为：S2、定义接收天线的数字接收信号为x(t)；S3、由数字接收信号x(t)、接收信号的模数转化速率fADC和第n个载波信号的频率fn、相位构建第一载波复幅度序列：以及第二载波复幅度序列：S4、利用快速傅里叶变换，得到第一载波复幅度序列的傅里叶变换为：第二载波复幅度序列的傅里叶变换为：S5、由搜索的第m个离波方向θm、第一载波复幅度序列和第二载波复幅度序列的傅里叶变换，确定搜索的第m个离波方向θm对应的谱值为：S6、确定搜索的离波方向谱值序列{g(θ1)，g(θ2)，......，g(θM)}中的最大值为g(θp)，从而确定离波测向为对应的θp。2CN116008905A说明书1/3页一种基于快速傅里叶变换的多载波离波测向方法技术领域[0001]本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于快速傅里叶变换的多载波离波测向方法。背景技术[0002]无线电信号离波测向在采用多个天线协同发射无线电信号的智能天线系统、采用多入多出电磁波传播信道模型的通信和探测系统中具有重要意义，获取的离波方向信息不仅可用于优化无线电信号发射效率、改善无线电信号接收质量，还可用于无线电导航定位。[0003]无线电信号离波测向技术与需要多个无线电信号接收天线的达波测向技术不同，只需要一个无线电信号接收天线即可实现离波测向。以两个发射天线为例子，在采用两个发射天线同时发射无线电信号时，另一个接收天线接收的信号是这两个发射天线同时发射的无线电信号的混叠。由于离波信息包含在接收信号中混叠在一起的两个发射天线发射的信号之间的相位差中，因此，在获取离波方向信息之前，需要先对接收信号中混叠在一起的两个发射信号进行信号分离处理，再由分离后的两个发射信号确定二者之间的相位差，最后由相位差确定无线电信号离开这两个发射天线时的方向，即离波方向。[0004]只利用一个接收天线接收的信号对这个接收信号中混叠在一起的两个发射信号进行信号分离处理时，所要解决的问题是欠定的，需要引入与混叠在一起的两个发射信号相关的先验信息才能实现正确的信号分离。为此，在设计离波测向系统时，不仅要对发射天线发射的信号施加特定的波形约束，还要使不同发射天线发射的信号之间满足特定的协同关系。引入这种波形约束和协同关系，就能满足对一个接收天线的接收信号中混叠在一起的两个发射信号进行信号分离的问题求解条件。发明内容[0005]本发明所要解决的问题就是在采用单个接收天线接收两个发射天线同步发射的多载波信号的情况下，如何利用单个接收天线的接收信号、发射天线同步发射的多载波信号的频率和相位