[发明专利]单射频通道空间谱估计测向系统与方法

权利要求书

1.一种单射频通道空间谱估计测向系统，其特征在于,包括：

多路天线单元(1)：接收远场的无线电信号；

调制开关(2)：对接收的无线电信号进行周期性地调制；

功率合路器(3)：将经周期调制的各天线单元上接收的无线电信号合并为一路；

接收射频通道，包括：低噪声放大器(4)、混频器(5)、射频本振(6)、低通滤波器(7)、驱动放大器(8)以及模数转换器(9)；

所述接收射频通道：将接收的无线电信号进行低噪声放大并变换至中频，经过低通滤波器(7)滤除混频产生的高频信号后，经驱动放大器(8)放大，再由模数转换器(9)将其采样至数字域；

信号处理与控制单元(10)：对调制开关(2)进行周期性调制；对接收的数字无线电信号进行频谱分析、求解阵列流型矢量、计算自相关矩阵以及进行信号特征分解，进而实现对无线电信号的测向。

2.根据权利要求1所述的单射频通道空间谱估计测向系统，其特征在于,所述信号处理与控制单元(10)由FPGA、DSP或MCU组成。

3.根据权利要求1所述的单射频通道空间谱估计测向系统，其特征在于,所述接收射频通道通过低噪声放大器(4)、混频器(5)以及射频本振(6)将接收的无线电信号进行低噪声放大并变换至中频。

4.一种单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于，包括：

步骤S1：对各天线单元通道上的单刀单掷射频开关进行周期性调制，并依据调制时序计算由各单元通道上的谐波系数组成的谐波特征矩阵；

步骤S2：将谐波特征矩阵的逆矩阵乘以谐波特征向量得到阵列流型矢量；

步骤S3：由阵列流型矢量计算阵列接收信号的自相关矩阵；

步骤S4：对得到的自相关矩阵进行特征分解，由空间谱估计算法计算无线电信号的入射方向。

5.根据权利要求4所述的单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于,所述步骤S1：对各天线单元上接收的射频信号进行周期性调制，并利用合路器将多路射频信号合并为一路射频信号。

6.根据权利要求5所述的单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于,所述步骤S3：对合并后的射频信号中的基波分量与谐波分量进行频谱分析，通过调制时序、基波以及谐波的频谱来构建信号的接收信号的自相关矩阵。

7.根据权利要求4所述的单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于,所述步骤S4：对构成的接收信号的自相关矩阵进行特征分解，再利用空间谱估计算法估计来波方向。

8.根据权利要求4所述的单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于,所述步骤S2：对接收的无线电信号进行频谱分析，并由谐波特征矢量以及接收信号的频谱特征计算阵列流型矢量。

9.根据权利要求8所述的单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于,所述步骤S3：将阵列流型矢量乘以其共轭转置向量得到接收信号的自相关矩阵。

10.根据权利要求7所述的单射频通道空间谱估计测向方法，其特征在于,所述空间谱估计算法包括以下任一种：MUSIC算法、ESPRIT算法。