[发明专利]基于数字去斜和频域均衡的宽带接收数字波束形成方法

权利要求书

1.基于数字去斜和频域均衡的宽带接收数字波束形成方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1、采样回波信号的多相表示与整数延时的多相实现，具体步骤：

(1a)根据带通采样定理，回波信号带宽取B，中频载波频率取3B，回波信号的采样频率取4B；将采样后的回波信号分四相表示，每一相的数据率为B；

(1b)根据天线阵列的几何结构确定每个接收单元相对于参考单元的延时量，并根据回波信号的采样频率分解为整数延时量和分数延时量，具体为：

第l个接收单元相对于参考单元的整数延时分量T_l和分数延时分量F_l表示为：

T_l＝floor(τ_l/T_s)

式中，l＝0,1,…,L-1，L为接收单元个数，τ_l为第l个接收单元的延时需求，θ_t为发射波束方向，f_c为射频载波频率，T_s＝1/f_s为回波信号采样间隔，floor(·)为向下取整；

(1c)对采样后的回波信号进行数据重排加整数延时处理：采样后的回波信号原第q相变为数据重排处理后的第mod(q+T_l,4)相后，再进行整数延时量为的整数延时处理，得到数字延时信号，其中q＝0,1,…,3，mod(·)为取余函数；

步骤2、整数延时信号的正交变换与均衡处理，具体步骤：

(2a)采用基于多相插值滤波的数字正交变换方法实现整数延时信号的正交处理；

(2b)采用频域均衡滤波器对步骤(2a)的输出进行均衡处理；

步骤3、基于CORDIC算法的数字去斜与和差波束形成，具体步骤：

(3a)根据分数延时需求，产生分数延时去斜本振相位；

(3b)基于频域均衡滤波器的输出与步骤(3a)产生的分数延时去斜本振相位，采用CORDIC算法实现均衡处理后的回波信号的数字去斜处理和分数延时补偿；

(3c)步骤(3b)的输出经过Taylor加权和Bayliss加权形成低旁瓣和差波束。

2.根据权利要求1所述的基于数字去斜和频域均衡的宽带接收数字波束形成方法，其特征在于，步骤(2a)中基于多相插值滤波的数字正交变换，具体为：

式中，h(4r+q′)为第q′相插值滤波器的系数，x_in(4p+q-4r-q′)为第q′相插值滤波器输入，y_out(4p+q)为多相插值滤波器的第q相输出，q＝0,1,2,3，N_h为滤波器系数的个数。

3.根据权利要求1所述的基于数字去斜和频域均衡的宽带接收数字波束形成方法，其特征在于，步骤(2b)中频域均衡滤波器的设计，具体为：

设置通道频率响应的测量频点为x＝0,1,…,2^K′-1，2^K′为测量频点的个数，等值插值后的频域均衡滤波器频率响应H_R,l(Ix+i)表示为：

式中，i＝0,1,…,I-1，I为插值倍数，S′_R,l,x(k)为所测量的第l个接收通道注入的第x个单频信号的基带频率响应，k＝0,1,…,2^K-2-1，2^K为频率响应测量时信号的采样点数；

假设均衡滤波器的系数个数为M，则第l个接收通道的频域均衡滤波器的系数h_l(m)表示为：

h_l(m)＝h_R,l(m)

式中，m＝0,1,…,M-1，n＝0,1,…,I·2^K′-1，IFFT[·]为逆傅里叶变换，w(n)为Hamming窗加权函数，h_R,l(n)为频域均衡滤波器的冲激响应。