[发明专利]一种多通道空间谱估计测向系统及方法

权利要求书

1.一种多通道空间谱估计测向系统，包括天线阵列、射频开关矩阵、多通道接收机、射频开关矩阵控制器、嵌入式计算机、电源单元，所述天线阵列，由N组天线元组成，用于接收空间电磁波信号，将空间电磁波转换成为射频信号；所述射频开关矩阵，用于天线阵列各天线元信号的选择及切换；所述射频开关矩阵控制器由逻辑控制电路以及驱动电路组成，用于控制射频开关矩阵的开关切换；所述多通道接收机，包括X个射频接收通道、本振模块和数字信号处理模块，用于对射频信号的多通道并行采集及信号参数测量；所述嵌入式计算机用于实现空间谱估计测向算法的处理，以及测量结果数据的输出；所述电源单元用于为所述测向系统供电；其特征在于：还包括校正信号源以及校正分配网路，所述校正信号源产生标准源信号；所述校正分配网路将校正信号源输出的标准源信号等幅同相的分配到射频开关矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种多通道空间谱估计测向系统，其特征在于：所述N的值范围为：3≤N≤9，所述X≤N。

3.一种多通道空间谱估计测向方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：启动测向系统，所述多通道接收机开始测向初始化工作，初始化工作一方面完成多通道接收机自检工作，另一方面完成射频接收通道的预校正处理；

S2：启动测向任务，所述嵌入式计算机向所述多通道接收机发送测向指令，所述多通道接收机中的数字信号处理模块接收测向指令，并对测向指令进行识别、分解，若识别指令有效，则将指令分解后传送到各功能模块，若指令无效，则所述数字信号处理模块产生一个中断动作，提示无效指令；

S3：各功能模块执行测向指令，所述测向指令包括射频测量参数、数字信号处理参数、射频开关控制参数，由所述射频开关矩阵控制器执行射频开关控制参数指令，控制所述射频开关矩阵处于工作状态，接收由所述天线阵列传送过来的射频信号，由所述射频接收通道执行射频测量参数指令，所述数字信号处理模块执行数字信号处理参数指令；

S4：入射空间电磁波信号经所述天线阵列和射频开关矩阵后变成X路射频信号，X路射频信号对应传输到所述多通道接收机的各射频接收通道，完成射频参数的测量，同时完成对各通道射频信号的滤波、放大、变频处理，变成模拟中频信号，所述模拟中频信号经所述数字信号处理模块完成模数转换变成数字中频信号，再进行数据打包处理后，传送至嵌入式计算机，由嵌入式计算机读取数字中频信号的原始幅度和相位数据，并进行数据修正，具体的修正步骤如下：

S41：所述嵌入式计算机将修正指令传输到数字信号处理模块，所述数字信号处理模块读取指令参数并将指令参数传送到校正信号源，由校正信号源产生一个与测向频率同频的标准源信号，标准源信号经校正分配网路输入到所述射频开关矩阵的信号输入端口；

S42：所述射频开关矩阵控制器控制射频开关矩阵打开标准源信号输入的射频开关，将标准源信号对应传输到所述多通道接收机的各射频接收通道；

S43：所述多通道接收机各射频接收通道同步采集并测量所接收到的标准源信号，并以任意一个指定的射频接收通道为参考基准通道，计算其它各个射频接收通道与参考基准通道之间的信号幅度差值以及相位差值，形成校正数据并存储；

S44：所述嵌入式计算机将读取的数字中频信号数据中各通道的原始幅相数据对应减去校正数据，即获得被测信号的实际幅度及相位值，以完成信号数据的幅相修正；

S5：所述嵌入式计算机对修正后的数字中频信号数据采用MUSIC算法进行计算，从而计算出被测入射电波的方向。