[发明专利]一种从宽带接收信号的频域中检测延时差的方法

说明书

本发明公开了一种从宽带接收信号的频域中检测延时差的方法，属于延时检测的技术领域。本发明包括两路接收信号的FFT处理、频域的相关、相关帧间的平均、频域的差分等处理步骤，实现了两路接收信号间延时差的检测。本发明基于频域相关的延时差检测，具有算法简单、集成化程度高、可工作信噪比低、适合嵌入到设备中的优点，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及延时差检测技术领域，特别是指一种从接收同一个宽带信号的多个接收通道中检测其中两个通道间延时差的方法。

背景技术

延时差是各种雷达、声纳、航天器定位、射电天文、天线校正等系统的关键检测参数，方法主要是基于时域或频域的相关处理。在当前，针对宽带信号的延时差检测方法普遍具有算法复杂、实现成本较高的缺点，不适合嵌入到设备中作为低成本的附属模块。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种从宽带接收信号的频域中检测延时差的方法，该方法能够从较低信噪比的宽带接收信号中进行高效的、实时的延时差检测，该方法能够基于FPGA、DSP、GPU或CPU等硬件进行软件实现，可以作为附属模块方便地嵌入到宽带的跟踪接收机、天线阵元的通道校准等设备中。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种从宽带接收信号的频域中检测延时差的方法，用于从接收同一个宽带信号的多个接收通道中检测两个通道之间的延时差，包括以下步骤：

(1)将同源的第一宽带数字信号和第二宽带数字信号分别经过相同且同步的2^N点的加窗FFT处理；

(2)对第一宽带数字信号的FFT输出有效区间内的所有点取复数共轭，并将第一宽带数字信号第n点的复数共轭与第二宽带数字信号的FFT输出有效区间内对应的第n点S₂(n)进行复数相乘，得到相关频谱

(3)对由各个FFT帧计算出的按照时间次序进行同频点的累加平均，得到

(4)对累加平均后相关频谱的所有点取复数共轭然后计算差分频谱其中r是根据信号的种类进行调节的整数频点相差值；

(5)对有效信号区间内的差分频谱进行复数累加，得到Δ；

(6)根据Δ计算出第一宽带数字信号与第二宽带数字信号的延时差。

从上面的叙述可以看出，本发明的有益效果在于：

1、本发明使用了宽带接收模式，由此提高了延时的检测精度，宽带接收对信号本身的组成没有要求，接收信号可以是一个宽带信号、宽带信号的一部分，或由几个窄带的子信号组成；

2、本发明能够通过调节频点相差值进行检测精度的调整；

3、本发明对复数累加后的结果进行延时差检测，避免了背景技术中存在的相位卷绕与野值的判断与剔除问题，因此算法比现有技术更加简单；

4、本发明可以采用高速FPGA(现场可编程门阵列)、DSP(数字信号处理)芯片或GPU(图形处理器)等高速数字芯片为硬件核心，通过软件编程的方式实现延时差检测，因而能方便地嵌入到其它设备中，以此原理制造的设备具有集成化程度高、体积小、结构简单、可靠性高、容易升级等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例中的从宽带接收信号的频域中检测延时差的原理框图；