改进相关干涉仪算法在DOA估计中的应用

相关干涉仪算法(Correlation Interferometer Algorithm, CIA)是波达方位(Direction Of Arrival, DOA)估计中常用的算法,但是阵列的长短基线导致了该算法在测向中存在基线镜像对称和相位模糊问题.针对以上问题,本文提出了一种基于象限分类的改进相关干涉仪算法.首先,将信号到达各阵元的时间差转化为相位差,同时将得到的相位差与360°作比,记录得到的整数和余数.然后对余数进行象限分类,之后用传统的相关干涉仪算法求解得到信号的初始估计值,最后根据逆运算求解信号的最终估计值.实验仿真表明,该算法不仅解决了基线镜像对称和相位模糊问题,而且提高了信号估计的精度,降低了计算复杂度,提高了测向的实时性.因此在波达方位估计上具有很高的参考价值.

基于FPGA的相关干涉仪测向算法的设计与实现

为了适应日渐复杂的电磁对抗环境,有别于传统的处理器采用串行架构使用IQ数据进行测向算法运算,为了能更快速、更稳定的计算出相位差,提出一种优化后的相关干涉仪测向算法架构并在FPGA上实现设计。详细给出FPGA测向系统架构和运算流程,并结合实际采取一个稳定的、经济实惠的系统架构;为了满足后续实际应用需求,在Xilinx的xc7vx690tffg1927-2为逻辑控制单元的载板进行板级测试中,验证了FPGA进行相关干涉仪测向识别结果的稳定性和高效性,经过验证发现,相较于传统的FPGA相关干涉仪测向架构,经实验测试后实现了所提出的架构在LUT资源占用率上降低了39.5%,测向速度提高17%,可处理信号带宽80 MHz,跳速高达1200跳/s。

一种快速二维相关干涉仪测向算法

针对宽带信道化测向处理中传统二维相关干涉仪测向算法计算量过大的缺点,提出了一种基于引导基线的快速相关干涉仪算法.在阵列中选定引导基线,由引导基线的相位差信息计算出一组可能的来波角度信息;在测向处理时,仅对引导基线确定的角度进行相关度计算.快速算法将传统相关干涉仪中的二维相关峰搜索减小为仅对一个由模糊角度组成的点集进行搜索,计算量不到传统方法的百分之一,且测向性能与传统方法相当.试验验证了该算法的有效性.

相关干涉仪测向算法的改进与实现

针对传统的相关干涉仪测向算法精确度不高、相关曲线主峰搜索困难的问题,提出了一种改进的相关干涉仪测向算法并在工程上实现了测向功能。计算相关度之前,先进行相位相减,排除差值较大的样本点,计算相关度时,将传统的数学模型正弦化,减少旁瓣的干扰。仿真验证了改进算法比传统算法具有更高的测向效率和精度。最后通过FPGA与DSP相结合,在工程上实现了准确高效的测向,测向时间比传统算法提高了一半。