[发明专利]一种基于FFT的定向音频信号检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于无线电定位定向仪技术领域，尤其涉及一种基于FFT的定向音频信号检测装置及方法。

背景技术

定向仪是重要的导航设备，它可以对无线电来波信号进行连续跟踪定向；主要用于接收VHF/UHF频段的垂直极化信号，并提供相关的方位信息。它与综合显示设备一起组成自动定向系统，实现定向仪的定向任务等。

当定向仪接收到目标发射源方位来的射频信号时，能准确定位，输出数字方位信号，完成定向仪的定位功能；现有技术中，定向仪飞行员通过耳机监听定向音频信号(5.68KHz)来判断此时的定向方位信号是否有效，当监听到明显的音频信号时判断为有效方位信号；当监听到的是噪声时判断为无效方位信号，因此，现有技术通过人为判断是否为有效方位信号时，要求监听人员具备较高的技术水平，且浪费人力物力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于FFT的定向音频信号检测装置及方法，能够自动判断定向仪得到的方位信号是否有效，且当方位信号无效时，不输出方位信号。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种基于FFT的定向音频信号检测装置，所述定向音频信号检测装置包括：定向天线、定向器以及显示器；所述定向器包含：接收单元和控制单元；

其中，所述定向天线的射频输出端与所述接收单元的射频输入端连接，所述接收单元的音频输出端分别与所述定向天线的音频输入端和控制单元的音频输入端连接，所述定向天线的方位信号输出端与所述控制单元的方位信号输入端连接，所述控制单元的数据输出端与显示器的数据输入端连接；

所述控制单元包含：依次连接的三相A/D转换模块、音频A/D转换模块、FPGA模块和DSP信号处理模块，所述三相A/D转换模块的信号输入端作为控制单元的音频输入端与所述定向天线的音频输入端连接，所述DSP信号处理模块的输出端作为控制单元的数据输出端与所述显示器的数据输入端连接。

本发明技术方案一的特点和进一步的改进为：

(1)所述三相A/D转换模块采用SDC2904-2112-D芯片实现。

(2)所述音频A/D转换模块采用AD9780芯片实现。

(3)所述FPGA模块采用EP3C10F256芯片实现。

(4)所述DSP信号处理模块采用TMS320VC5509A芯片实现。

(5)设置定向音频信号的频率为f；

所述定向天线，用于接收空间中的射频信号，将所述射频信号进行调制得到射频调制信号，并将所述射频调制信号发送给定向器的接收单元，所述射频调制信号与天线扫描的基准信号之间存在一个相位差；

所述定向器的接收单元，用于对所述射频调制信号依次进行选频、变频、放大和检波处理，得到带方位的音频信号，并将所述带方位的音频信号分别发送给控制单元和定向天线；

所述定向天线，还用于将所述带方位的音频信号依次进行放大、滤波和鉴相处理，得到模拟方位信号，并将所述模拟方位信号发送给定向器的控制单元；

所述定向器的控制单元，用于将所述模拟方位信号转换为数字方位信号，得到所述射频信号的发射方位信息；

所述定向器的控制单元，还用于将所述带方位的音频信号转换为带方位的数字音频信号，对所述带方位的数字音频信号进行采样得到采样数据，并对所述采样数据进行FFT变换得到采样数据的幅频特性曲线，根据所述采样数据的幅频特性曲线判断在预设的幅度门限范围内是否存在频率f，若存在，则所述控制单元输出所述射频信号的发射方位信息，否则，控制单元输出无有效目标信号的信息。

(6)所述控制单元中的三相A/D转换模块，用于将所述模拟方位信号转换为数字方位信号，得到所述射频信号的发射方位信息；

所述控制单元中的音频A/D转换模块，用于将所述带方位的音频信号转换为带方位的数字音频信号，并将所述带方位的数字音频信号发送给FPGA模块；

所述控制单元中的FPGA模块，用于对所述带方位的数字音频信号进行采样得到采样数据，并将所述采样数据发送给DSP信号处理模块；

所述控制单元中的DSP信号处理模块，用于对所述采样数据进行FFT变换得到采样数据的幅频特性曲线，根据所述采样数据的幅频特性曲线判断在预设的幅度门限范围内是否存在频率f，若存在，则输出所述射频信号的发射方位信息，否则，输出无有效目标信号的信息。

技术方案二：