一种基带序列重构的宽带扩频系统测向装置的制作方法

本发明涉及一种测向装置，具体涉及一种基带序列重构的宽带扩频系统测向装置，属于无线电信号测向技术领域。

背景技术：

无线电信号测向技术可以实现对电台及移动终端的测向定位，在民用和军用辐射源定位领域应用广泛，实用意义很大。目前空间谱法、振幅法以及相位法等对窄带信号可以获得很好的测向结果，但是对宽带扩频系统，由于多用户同频、宽带多径和低信噪比等原因，窄带测向方法无法应用。而已有的扩频码解扩的宽带扩频信号测向方法，仅适用于扩频直接由扩频序列生成的理想情况。而在实际扩频系统如CDMA2000中，扩频往往涉及到多组扩频码和正交码的混合，此时无法使用扩频码解扩的测向方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以应用于多组扩频码和正交码混合扩频的实际宽带扩频系统的测向装置。

本发明的目的是这样实现的：

其组成包括电性连接的超短波测向阵列、超短波信道接收机、信号采集处理机和显控终端；所述超短波测向阵列由N根垂直和/或水平极化的天线组成。

优选的，所述超短波测向阵列是由N根垂直和/或水平极化天线组成直径为D的均匀圆阵。

优选的，所述信号采集处理机包括电性连接的时钟同步板、A/D模块、FPGA和DSP。

优选的，所述时钟同步板为GPS时钟同步板。

超短波测向阵列接收信号经馈线输入超短波信道接收机，在信道接收机内实现信号的模拟滤波、下变频等模拟域处理；在信号采集处理机内，时钟同步板为解扩处理提供稳定的时钟，以及实现与测向目标系统的时钟同步，A/D模块完成数据的模数转换，FPGA完成信号采集、变频和滤波抽取等预处理，DSP完成采集信号的解扩、解调、解码，协议分析，实现目标信号采集、分析、搜索和测向处理；显控终端实现测向控制和系统信息、测向结果的显示。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明可实现对直接扩频和混合扩频系统的扩频信号测向，适用范围更广，实用性更强；也可实现多径环境的宽带扩频信号测向，测向精度更高。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为基带序列重构的宽带扩频系统测向的装置框图；

附图2为测向装置的启动测向流程示意图；

附图3为对测向装置的具体测向流程示意图；

附图4为相关干涉仪的相关图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明如附图1所示，本发明基带序列重构的宽带扩频系统测向装置的构成包括：超短波测向阵列，超短波信道接收机，信号采集处理机和显控终端。

超短波测向阵列是由N根天线组成直径为D的均匀圆阵；阵列接收信号经馈线输入超短波信道接收机，在信道接收机内实现信号的模拟滤波、下变频等模拟域处理；在信号采集处理机内，时钟同步板为解扩处理提供稳定的时钟，以及实现与测向目标系统的时钟同步，A/D模块完成数据的模数转换，FPGA完成信号采集、变频和滤波抽取等预处理，DSP完成采集信号的解扩、解调、解码，协议分析，实现目标信号的搜索和测向处理；显控终端实现测向控制和系统信息、测向结果的显示。

本发明基带序列重构的宽带扩频系统测向装置的启动测向流程如附图2所示，其步骤包括：

步骤110：宽带扩频系统测向装置开机启动并开始工作，搜索周围扩频系统信号信息，并在显控终端上显示；

步骤111：操作者根据显控终端显示的搜索扩频系统情况，配置测向装置频点、基站标识、扰码组等工作参数；

步骤112：通过对上下行信号的解扩解调解码和协议分析，获得对应基站和接入该基站移动终端的基本信息，并在显控终端上显示；

步骤113：操作者在显控终端上选择测向目标，并对其启动测向。

启动测向后，具体测向流程如附图3所示，其步骤包括：

步骤121：对上下行信号进行解码并搜索测向目标信号，若发现目标发送信息，则进入步骤122；

步骤122：存储测向目标信息对应的多个通道基带数据s_n和扩频调制编码参数；根据扩频调制编码参数和目标发送信息，重构目标发送的基带序列s₀；

步骤123：将重构基带序列和存储对应信息的多个通道基带数据分别求互相关r_n＝corr(s_n,s₀)；

步骤124：搜索互相关峰，并记录≥(V_max-V_g)的互相关峰位置和数值(其中V_max为最大相关峰值，V_g为选择的门限)，不同相关峰位置对应来波信号的多个到达径；

步骤125：利用相关峰数值计算不同到达径来波信号与重构序列的相位差，并将相同到达径、不同通道的相位差进行配对(P_m1,P_m2,…,P_mN)，依次得到不同径各通道的相位差组合{(P₁₁,P₁₂,…,P_1N),(P₂₁,P₂₂,…,P_2N),…,(P_M1,P_M2,…,P_MN)}(其中M为多径数目，P_mn为第n通道的m径相对重构序列的相位差)；

步骤126：对各到达径，分别利用其各通道相位差进行相关干涉仪方法测向。

以CDMA2000宽带扩频系统为例，说明本发明的基带序列重构的宽带扩频系统测向方法和装置。

对CDMA2000的宽带扩频系统测向，测向装置框图如图1所示，其中超短波天线阵列配置为5阵元圆阵，测向装置中的时钟同步板为GPS时钟同步板，用以获得与目前CDMA2000工作基站同步的精确时钟。测向装置根据步骤110启动对周围CDMA基站信号导频信道的搜索，并在显控终端界面上显示；根据步骤111，操作者在界面上选择目标基站，并将其工作频点、基站标识、扰码、寻呼参数、接入参数等配置给测向装置；测向装置由步骤112获得基站和接入基站移动终端IMSI、ESN等信息后，根据步骤113选择并启动对目标的测向，具体测向过程根据步骤121～126进行。其中步骤121中的目标信息，如果测向目标为基站，则目标信息可以是寻呼信道的消息，也可以是下行业务信道的消息，如果测向目标是移动终端，则目标信息可以是接入信道的消息，也可以是上行业务信道的消息。

利用本发明的宽带扩频系统测向方法和装置，对CDMA2000系统的移动终端进行了实际测向试验。试验中目标真实方位90度，步骤121中搜索其接入信道的起呼消息并进行测向，最终步骤126中相关干涉仪的相关图如图4所示，可以得到移动终端目标的测向方位为90度。本发明的宽带扩频系统测向方法和装置实现了CDMA2000系统移动终端的准确测向。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。