一种短波二维波达方向估计数字处理模块
专利汇可以提供一种短波二维波达方向估计数字处理模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种短波二维 波达方向 估计数字处理模 块 ，包括10片A/D转换芯片、3片数字下变频芯片、FPGA芯片以及OMAP芯片；A/D转换芯片将采集到的模拟 信号 转换为 数字信号 、并将转换后的数字信号分别送给3片数字下变频芯片；3片数字下变频芯片将接受到的数字信号进行数字下变频处理、并将处理后的10路变频信号送到FPGA芯片；FPGA芯片对接受到的10路变频信号进行滤波和二维波达方向估计运算，将估计得到的二维波达的 俯仰 角 信息送给OMAP芯片；OMAP芯片将FPGA高速串口送来的二维波达的俯仰角、方位角数据转换成 并行总线 数据送给CPCI 接口 芯片。采用处理能 力 较强的OMAP芯片和FPGA芯片，实现对短波信号进行二维波达方向估计，具有良好的 软件 可移植性；同时采用C PCI总线 ，通用性强。，下面是一种短波二维波达方向估计数字处理模块专利的具体信息内容。
1.一种短波二维波达方向估计数字处理模块，其特征在于：包括10片A/D转换芯片、3片数字下变频芯片、FPGA芯片以及OMAP芯片；
所述A/D转换芯片将采集到的模拟信号转换为数字信号、并将转换后的数字信号分别送给3片数字下变频芯片；
3片数字下变频芯片将接受到的数字信号进行数字下变频处理、并将处理后的10路变频信号送到FPGA芯片；
FPGA芯片对接受到的10路变频信号进行滤波和二维波达方向估计运算，将估计得到的二维波达的俯仰角信息送给OMAP芯片；
OMAP芯片将FPGA高速串口送来的二维波达的俯仰角、方位角数据转换成并行总线数据送给CPCI接口芯片；
所述二维波达方向估计运算采用基于L型阵列的联合奇异值分解法，具体步骤如下：
设有K个短波信号从远场入射到平行阵列，其中K(K≤5),信号s(t)＝[s1(t),…,sK(t)]；阵元1-5收到的信号为X(t)，阵元6-10收到的信号为Z(t)，Nx(t)和Nz(t)分别是阵元1-
5和阵元6-10的噪声矢量，A(α)、A(θ)，如下式：
X(t)＝A(α)s(t)+Nx(t)，
Z(t)＝A(θ)s(t)+Nz(t)；
其中：
A(α)＝[α(φ1),α(φ2),...,α(φk),...,α(φK)]，
A(θ)＝[α(θ1),α(θ2),...,α(θk),...,α(θK)]，
计算X(t)和Z(t)的互协方差矩阵：
Rxz＝E[X(t)ZH(t)]；
将Rxz分为两个5×4维的子矩阵：
Rxz,1＝Rxz(:1,:4)，
Rxz,2＝Rxz(:,2:5)；
将子矩阵Rxz,1和Rxz,2组成新的矩阵R：
对矩阵R进行奇异值分解，可以计算出左奇异矢量U1，将U1分为两个5×K维子阵U11和U12：
求取 #表示逆阵；然后可以计算出其第k(k＝1,…,K)个特征值γk，从而可求得俯仰角和方位角：
俯仰角：
方位角：
2.根据权利要求1所述的一种短波二维波达方向估计数字处理模块，其特征在于：所述短波二维波达方向估计数字处理模块采用CPCI总线形式。
3.根据权利要求2所述的一种短波二维波达方向估计数字处理模块，其特征在于：所述短波二维波达方向估计数字处理模块由程序存储芯片EPCS16向FPGA芯片加载程序。
4.根据权利要求1所述的一种短波二维波达方向估计数字处理模块，其特征在于：所述二维波达方向估计运算采用基于双平行线性阵列的矩阵法，具体步骤如下：
设有K个短波信号从远场入射到平行阵列，其中K(K≤5),信号s(t)＝[s1(t),…,sK(t)]；阵元1-5收到的信号为X(t)＝[x1(t),…,x5(t)]，阵元6-10收到的信号计为Y(t)＝[y6(t),…,y10(t)]，Nx(t)和Ny(t)分别是阵元1-5和阵元6-10的噪声矢量，A为方向矢量，φ为KхK的对角矩阵；如下式所示：
X(t)＝As(t)+Nx(t)，
Y(t)＝Aφs(t)+Ny(t)；
先计算X(t)的自协方差矩阵：
Rxx＝E[X(t)XH(t)]；
再计算X(t)和Y(t)的互协方差矩阵：
Ryx＝E[Y(t)XH(t)]；
求取波达方向矩阵为：
其中#表示伪逆；接着对波达方向矩阵R进行特征分解，可以计算出其第k(k＝1,…,K)个信号的非零特征值σk和相应的特征向量uk，进而可以求得方向角：
其中Ω0为频率，d为相邻阵元的间隔，D为两个平行阵列的间隔，最后可根据αk、βk，计算出俯仰角θk和方位角φk：
一种短波二维波达方向估计数字处理模块
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具体实施方式
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