一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法与流程

1.本发明涉及无线电通信和无线电频谱监测技术领域，具体是一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，具体是一种针对接收通道数量少于天线数量的测向设备优化脉冲信号测向时效的方法。


背景技术：

2.在无线电通信和频谱监测领域，为了降低测向设备成本，产生了测向通道数量少于测向天线数量，通过开关切换导通对应测向天线的测向技术。该技术由于存在开关切换，其需要的数据采样长度变的更长。假设需要的开关切换次数为n，则需要的数据采样长度需要扩展n倍。对于信号保持时间不够长的脉冲信号，不足以支撑所有天线完成信号采集的情况，则无法使用。


技术实现要素：

3.为了在不提高设备成本的前提下，实现尽可能的获取短时脉冲信号的来波方位的目的，本发明提供一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，假设测向设备需要进行n次开关切换，每一次开关切换需要的采样点数为m个点，则测向设备需要的测向总点数为n
×
m个。
6.每个测向通道按照单个采样点单独进行信号幅度提取，与设定的测向门限进行比较，任意一个通道的采样数据超过测向门限，则将所有测向通道对应的当前采样点数据提取出来作为1个采样点的有效数据；如果所有通道的当前采样数据幅度均不超过测向门限，则丢弃所有测向通道对应的当前采样点数据。
7.将提取出来的采样数据按照测向设备需要的数据拼接方式进行数据填充，直到第1次开关导通需要的m个点被完全填充。
8.当第1次开关导通需要的m个点被完全填充后，测向设备切换到第2次开关导通方式进行m个点的数据填充。持续这个过程直到需要的n次开关切换均完成对应的m个点的数据采集填充，获取到设备需要的n
×
m个测向点数。
9.在所有的n组m个数据完成填充后，将数据送入测向算法完成示向度计算，得到当前信号的示向度数值。
10.测向设备需要进行n次开关切换，每一次开关切换需要的采样点数为m个点。
11.所有的测向通道按照单个采样点的iq数据计算当前采样点的模值，将计算得到的模值与设定的测向门限进行比较，任意一个通道的采样数据模值超过测向门限，则将所有测向通道对应的当前采样点数据提取出来作为1个采样点的有效数据。如果所有通道的当前采样数据模值均不超过测向门限，则丢弃所有测向通道对应的当前采样点数据。
12.更为优选的技术方案是，将提取出来的有效采样数据进行填充，直到第1次开关导通需要的m个点被完全填充。
13.进一步的，将测向设备切换到第n次开关导通方式，持续这个过程直到需要的n次开关切换均完成对应的m个点的数据采集填充，获取到设备需要的n
×
m个测向点数。
14.进一步的，将数据送入测向算法完成示向度计算，得到当前信号的示向度数值。
15.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
16.本发明在传统的开关切换式测向设备的基础上，利用脉冲信号的周期性，在去除底噪后将多个脉冲信号进行拼接组合，可以使测向设备的测向时效不再受限于采样点数与开关切换次数的限制，可实现纳秒级的脉冲信号测向。
附图说明
17.图1是本发明在3个测向通道，7个测向天线情况下的天线组合示意图。
18.图2是本发明对于脉冲信号的提取及拼接组合方式示意图。
具体实施方式
19.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
20.相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
21.如图1-2所示，由于雷达等脉冲信号的辐射设备本身一般是按照一定周期重复进行信号发射，本方法利用待测信号的周期性进行信号积累，将脉冲宽度较小的信号进行独立提取，核心在于独立提取去除脉冲间的噪声后的有效数据，将有效信号按照测向设备需要的数据拼接方式进行组合填充，通过多个脉冲信号的数据累积实现短时脉冲信号的测向。
22.实施例1：如图1所示，以3个测向通道，7个测向天线情况下的测向设备为例，完全采集所有天线对应的信号数据需要进行3次开关切换，每次开关切换需要采集128个采样点，采样率为100msps，每一个采样点需要的采样时间为10ns。每一次开关切换测向通道导通的测向天线如表1所示。
23.表1开关切换对应测向通道导通的测向天线一览表
24.25.假设需要检测的脉冲信号宽度为500ns，按照本发明的内容，在第1次开关切换时，3个测向通道分别导通1、2、5号天线，按照图2所示的脉冲信号组合填充方式，当3个测向通道中任意1个通道接收到的当前采样点信号模值高于测向门限时，将3测向通道对应的当前采样点数据提取出来作为1个采样点的有效数据。如果所有通道的当前采样数据模值均不超过测向门限，则丢弃所有测向通道对应的当前采样点数据。
26.一个500ns的脉冲信号在去除上升沿和下降沿部分低于门限的采样点后，一般可以填充约40个采样点的有效数据，通过约3-4个脉冲信号的组合积累，可以完整填充第1次开关切换需要的采样数据。
27.测向设备在第2次和第3次开关切换时，采用相同的方式填充需要的数据，获得3次开关切换需要的3
×
128个有效采样数据点。
28.将3
×
128的有效测向数据送入测向算法进行计算，得出当前脉冲组的示向度数值。
29.优选的，所述天线切换的开关响应速度应竟可能快。
30.优选的，所述天线的方向图应应可能一致。
31.优选的，测向通道的带宽需要大于待测脉冲信号带宽，且滤波器设计为时间响应平滑的滤波器，降低测向通道的群时延波动，以优化检测到的脉冲上升沿和下降沿，提升有效检测点数。
32.本发明在传统的开关切换式测向设备的基础上，利用脉冲信号的周期性，在去除底噪后将多个脉冲信号进行拼接组合，可以使测向设备的测向时效不再受限于采样点数与开关切换次数的限制，可实现纳秒级的脉冲信号测向。
33.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，其特征在于，包括以下步骤：对每个测向通道按照单个采样点单独进行信号幅度提取；将提取的信号幅度与设定的测向门限进行比较；如果任意一个通道的采样数据幅度超过测向门限，则将所有测向通道对应的当前采样点数据提取出来作为有效数据；如果所有通道的当前采样数据幅度均不超过测向门限，则丢弃所有测向通道对应的当前采样点数据。2.根据权利要求1所述的一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，其特征在于，所述的将所有测向通道对应的当前采样点数据提取出来的方式为：假设测向设备需要进行n次开关切换，每一次开关切换需要的采样点数为m个点；将提取出来的采样数据按照测向设备需要的数据拼接方式进行数据填充，直到第1次开关导通需要的m个点被完全填充。3.根据权利要求2所述的一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，其特征在于，所述的数据填充的方式为：当第1次开关导通需要的m个点被完全填充后，测向设备切换到第2次开关导通方式进行m个点的数据填充；持续这个过程直到需要的n次开关切换均完成对应的m个点的数据采集填充。4.根据权利要求3所述的一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，其特征在于，所述的测向设备切换到第2次开关导通方式进行m个点的数据填充方式为：在所有的n组m个数据完成填充后，将数据送入测向算法完成示向度计算，得到当前信号的示向度数值。

技术总结
本发明公开了一种测向设备优化脉冲信号测向时效的方法，属于无线电通信和无线电频谱监测技术领域。设计上利用了雷达等脉冲信号的周期性，通过一个测向门限单点判决当前采样的采样数据，将超过门限的分离采样数据按测向设备需要的数据格式进行组合填充，消除了开关切换导致的时间损失。该方法比传统的测向方式可以将可测的脉冲时效从微秒量级提升到纳秒量级。级。级。


技术研发人员：余志海 王辉 张翼 邓又川
受保护的技术使用者：成都华日通讯技术股份有限公司
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/11/3