【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及陣列信號(hào)處理技術(shù)，具體為一種信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法。
技術(shù)介紹
1、陣列廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、電子對(duì)抗、聲納、通信等領(lǐng)域。陣列信號(hào)處理系統(tǒng)通常需要進(jìn)行近場(chǎng)測(cè)試、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試、外場(chǎng)測(cè)試等，測(cè)試條件較為復(fù)雜，對(duì)模擬前端和外部環(huán)境均有嚴(yán)格相位要求。根據(jù)陣列信號(hào)的空域延時(shí)特性，通過(guò)數(shù)字化的方式直接產(chǎn)生陣列信號(hào)，可以在開(kāi)發(fā)早期前端條件不具備或者性能指標(biāo)不滿(mǎn)足時(shí)，開(kāi)展陣列信號(hào)處理系統(tǒng)的初步測(cè)試和驗(yàn)證，加快系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)調(diào)試周期。
2、目前的數(shù)字信號(hào)發(fā)生主要采用直接數(shù)字頻率合成器，在系統(tǒng)時(shí)鐘的作用下，由相位累加器對(duì)頻率控制字進(jìn)行累加，累加結(jié)果截?cái)嗪筮M(jìn)行幅相轉(zhuǎn)換，再經(jīng)由d/a轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。如果采用陣列各通道分別發(fā)生信號(hào)，再進(jìn)行信號(hào)延時(shí)(通常是濾波處理)，那么所需的資源較多，不利于多通道陣列信號(hào)的發(fā)生。如果陣列規(guī)模較大，需要多個(gè)處理單元同時(shí)產(chǎn)生陣列信號(hào)，那么還會(huì)面臨多個(gè)處理單元間的同步問(wèn)題，即控制生效時(shí)間差異和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間差異引起的陣列各通道信號(hào)間的延時(shí)關(guān)系被破壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提出一種陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法。
2、實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)目的的技術(shù)解決方案為：一種陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，包括以下步驟為：
3、步驟1：根據(jù)陣列信號(hào)發(fā)生參數(shù)生成控制字，所述控制字包括脈沖控制字、頻率控制字、相位控制字、延時(shí)控制字和幅度控制字；
4、步驟2：根據(jù)使能脈沖使各控制字生效；
5、步驟3：根據(jù)脈沖控制字進(jìn)行脈沖調(diào)制，產(chǎn)生信號(hào)有效標(biāo)識(shí)，如果是連續(xù)
6、步驟4：根據(jù)頻率控制字pinc、相位控制字poff和信號(hào)有效標(biāo)識(shí)，產(chǎn)生陣列各通道的小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)信號(hào)；
7、步驟5：根據(jù)延時(shí)控制字對(duì)陣列各通道小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)信號(hào)進(jìn)行整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)；
8、步驟6：根據(jù)幅度控制字對(duì)陣列各通道整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)后的信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)節(jié)，得到期望的陣列信號(hào)；
9、步驟7：在陣列信號(hào)接收端進(jìn)行陣列各通道信號(hào)同步。
10、優(yōu)選地，步驟1中根據(jù)陣列信號(hào)發(fā)生參數(shù)生成各控制字的具體步驟為：
11、步驟1.1：根據(jù)連續(xù)波或脈沖參數(shù)生成脈沖控制字，其中，脈沖控制字包括脈沖寬度和脈沖周期；
12、步驟1.2：根據(jù)陣列各通道延時(shí)計(jì)算整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)和小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)；
13、步驟1.3：根據(jù)信號(hào)特性計(jì)算陣列各通道采樣點(diǎn)間的相位增量pinc，即頻率控制字；
14、步驟1.4：根據(jù)信號(hào)特性計(jì)算陣列各通道的相位偏量poff，即相位控制字；
15、步驟1.5：根據(jù)陣列各通道的幅度參數(shù)生成幅度控制字，用以調(diào)節(jié)陣列各通道信號(hào)幅度。
16、優(yōu)選地，整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)in即延時(shí)控制字，τn＝ints+fnts，fs為采樣率，ts＝1/fs為采樣周期，為整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)，為小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)，表示向下取整。
17、優(yōu)選地，采樣點(diǎn)間的相位增量pinc的具體計(jì)算方法為：
18、對(duì)于頻率為fo的正弦信號(hào)，采樣點(diǎn)間的相位增量為：
19、
20、其中，k為頻率控制字位寬，fs為采樣率，f0為頻率；
21、對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)采樣點(diǎn)間的相位增量為：
22、
23、其中，k＝b/t為調(diào)頻斜率，t為信號(hào)時(shí)寬，b為信號(hào)帶寬，rect(·)為矩形函數(shù)，ftg＝ktg為每步進(jìn)時(shí)間tg增加的頻率，tg通常為整數(shù)個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間間隔，t為該信號(hào)發(fā)生累計(jì)時(shí)間。
24、優(yōu)選地，根據(jù)使能脈沖使各控制字生效的具體步驟為：
25、步驟2.1：確定陣列信號(hào)發(fā)生所需要的處理單元數(shù)量，由其中一個(gè)處理單元作為源，產(chǎn)生使能脈沖，并傳遞至其余處理單元；
26、步驟2.2：各處理單元根據(jù)使能脈沖使各控制字生效。
27、優(yōu)選地，步驟4根據(jù)頻率控制字pinc、相位控制字poff和信號(hào)有效標(biāo)識(shí)，產(chǎn)生陣列各通道的小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)信號(hào)的具體步驟為：
28、步驟4.1：當(dāng)信號(hào)有效標(biāo)識(shí)為高時(shí)，根據(jù)頻率控制字pinc和相位控制字poff生成實(shí)時(shí)相位字prt；
29、步驟4.2：取實(shí)時(shí)相位字prt的高k′位，k′≤k，采用抖動(dòng)注入技術(shù)，使用偽隨機(jī)數(shù)與之相加，得到經(jīng)過(guò)抖動(dòng)注入后的相位字；
30、步驟4.3：求取抖動(dòng)注入后的相位字的余弦值，所述余弦值即為小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)信號(hào)。
31、優(yōu)選地，實(shí)時(shí)相位字具體為：
32、優(yōu)選地，步驟7中在陣列信號(hào)接收端進(jìn)行陣列各通道信號(hào)同步的具體步驟為：
33、步驟7.1：各處理單元中，陣列各通道信號(hào)和使能脈沖綁定輸出至陣列信號(hào)接收端；
34、步驟7.2：在陣列信號(hào)接收端，根據(jù)各通道信號(hào)的使能脈沖的時(shí)間差異，進(jìn)行各通道信號(hào)延時(shí)補(bǔ)正，使陣列各通道信號(hào)同步。
35、本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)與小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)相結(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)陣列信號(hào)的數(shù)字發(fā)生，消耗資源相對(duì)較少，工程實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)便；提供了多個(gè)處理單元間的同步方法，可以滿(mǎn)足不同規(guī)模的陣列信號(hào)發(fā)生，具備工程實(shí)現(xiàn)的可擴(kuò)展性。
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1.一種陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，包括以下步驟為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，步驟1中根據(jù)陣列信號(hào)發(fā)生參數(shù)生成各控制字的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)In即延時(shí)控制字，τn＝InTs+FnTs，fs為采樣率，Ts＝1/fs為采樣周期，為整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)，為小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)，表示向下取整。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，采樣點(diǎn)間的相位增量pinc的具體計(jì)算方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，根據(jù)使能脈沖使各控制字生效的具體步驟為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，步驟4根據(jù)頻率控制字pinc、相位控制字poff和信號(hào)有效標(biāo)識(shí)，產(chǎn)生陣列各通道的小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)信號(hào)的具體步驟為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，實(shí)時(shí)相位字具體為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，步驟7中在陣列信
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，包括以下步驟為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，步驟1中根據(jù)陣列信號(hào)發(fā)生參數(shù)生成各控制字的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)in即延時(shí)控制字，τn＝ints+fnts，fs為采樣率，ts＝1/fs為采樣周期，為整數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)，為小數(shù)采樣點(diǎn)延時(shí)，表示向下取整。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列信號(hào)數(shù)字發(fā)生方法，其特征在于，采樣點(diǎn)間的相位增量pinc的具體計(jì)算方法為：...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬干軍，黎仁剛，薛城，徐思遠(yuǎn)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七二三研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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