[发明专利]一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向装置及解算方法

说明书

本发明涉及的是雷达接收机及其信号处理领域，特别涉及一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向装置及解算方法。一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向装置，其组成包括L型五元天线阵1、微波前端2、中频采样单元3和基带处理单元4，其中中频采样单元3包括了5个通道的中频采样模块，基带处理单元4包括了FPGA和DSP两个主要处理器。本发明中的基于L型天线阵列的相位干涉仪测向解算方法是利用了CORDIC算法矢量模式下的流水线结构并在FPGA内部实现测向解算，该方法大大减少了传统的基于数据查找表模式的测向解算对于存储器单元的占用，优化了系统硬件资源使用，同时流水线结构也保证了该测向装置的测向解算实时性。

技术领域

本发明涉及的是雷达接收机及其信号处理领域，特别涉及一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向装置及解算方法。

背景技术

在现有的测向体制中，相位干涉仪体制具有数据处理时间短、测向精度高、灵敏度高等优点，因而在许多军事和民用领域中有着重要的地位。在军事领域，可以用于对港口、机场、导弹发射场等重要军事目标的雷达通讯设备实行侦查与监测，针对性的电子干扰以及精确制导打击；而民用领域中，可以用于移动通信、天文观测、气象预测、灾害救援、无线电频谱管理等方面。

在相位干涉仪测向方面，文献《五通道相位干涉仪测向的研究和实现》主要针对均匀五元圆形天线阵的测向算法进行了仿真和硬件实现，《基于相位干涉仪测向算法的定位技术研究》主要针对最小二乘测向算法进行了仿真，《一种多基线相位干涉仪设计方法》主要介绍一维干涉仪系统的设计与仿真，均与本发明中相位干涉仪的硬件实现方式有别。专利《一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法》是通过查表法来解决测向算法中计算量大的问题，专利《基于CORDIC算法的无线信号测向方法》是利用MVDR算法来进行信号测量，专利《一种扩展基线解模糊的相位干涉仪测向方法》和《一种基于虚拟基线的圆阵相位干涉仪二维测向方法》分别采用扩展基线法、虚拟基线法进行测向，均与本发明中的实现方式有别。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向装置，本发明的目的还在于提供一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向解算方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向装置，其组成包括L型五元天线阵1、微波前端2、中频采样单元3和基带处理单元4，其中中频采样单元3包括了5个通道的中频采样模块，基带处理单元4包括了FPGA和DSP两个主要处理器，L型五元天线阵1接收来自辐射源的射频平面波信号，分别以方位角和俯仰角的形式入射到微波前端2，微波前端2输出5个通道的中频信号到中频采样单元3中的5个通道的中频采样模块，5个通道的中频采样模块输出的数字量送到基带处理单元4中的FPGA处理器，FPGA处理器与DSP处理器之间通过地址线和数据线实现通信、控制与数字信号处理。

一种基于L型天线阵列的相位干涉仪测向解算方法，包括如下具体步骤：

步骤1：设置CORDIC算法模式选择，令参数值m＝1，即选择为矢量模式，反正弦函数迭代过程的初值设置为：x0＝1/An，y0＝0，z0＝0，c0＝c，其中An为畸变因子；