CN106646348A - 适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路及测量方法 - Google Patents

适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路及测量方法，测量电路包括测向通道、参考通道、互相关模块和求相差模块，所述的测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来，所述的互相关模块用于将分离出来的单个信号进行时域互相关，所述的求相差模块用于对时域互相关得到的信号求相位差。本发明将频域处理与时域鉴相相结合，能对进入通道的包含不同频率或多种调制方式的信号同时求出各自的相位差，而且在数据点数较少，频率分辨率较低的情况下，克服DFT频谱泄露的缺陷，获得接近于CRLB限的精度。

Description

适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路及测量方法
技术领域
本发明涉及一种适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路及测量方法。
背景技术
干涉仪侦察测向***利用多个空间分布不同的天线单元，对接收到的信号波前相位进行测量，通过对通道间接收信号的相位差的测量，实现对目标信号到达角的估计。与采用幅度比较的测向方法相比，具有更高的测向精度。
相位差测量可在时域进行，也可在频域进行，在采样时长较短（譬如0.5us时，下同）、信噪比相同的情况下，频域鉴相能得到相对较高的精度。另外，由于离散傅里叶变换（DFT）的窄带滤波特性，有一定的多信号识别能力。但是DFT会带来频谱泄露，在采样时长较短时，这一缺陷会造成相位差测量精度的降低。
侦察干涉仪实际工作的电磁环境信号密集，辐射源工作模式多样化，发射波形的调制特征、捷变特性非常复杂，导致进入干涉仪接收通道内信号可能不止一个，既要检测出不同信号的相位差（由之确定来波方向），还要保证测相精度就成为一个难点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路及测量方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路，包括测向通道、参考通道、互相关模块和求相差模块，所述的测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来，所述的互相关模块用于将分离出来的单个信号进行时域互相关，所述的求相差模块用于对时域互相关得到的信号求相位差。
所述的测向通道和参考通道均包括：
多频率短时实信号采集单元：用于采集多频率或者多种调制方式的短时实信号；
DFT单元：用于对短时实信号做DFT处理，得到混合式信号的双边谱；
多信号频谱分离单元：用于将DFT得到的混频不混叠的单个信号xdB带宽正频谱从信号混合频谱中分离出来；
IDFT单元：用于对分离出来的信号进行IDFT处理。
所述的互相关模块用于对IDFT后得到的两路信号进行时域共轭相乘。
所述的求相差模块用于对时域共轭相乘得到的结果求平均再求其相位，即为所要求的该信号在两通道之间的相位差。
适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量方法，包括以下步骤
S1：测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来；
S2：互相关模块将分离出来的单个信号进行时域互相关；
S3：求相差模块对时域互相关得到的信号求相位差。
步骤S1所述的分离包括以下子步骤：
S11：采集多频率或者多种调制方式的短时实信号；
S12：对短时实信号做DFT处理，得到混合式信号的双边谱；
S13：将DFT得到的混频不混叠的单个信号xdB带宽正频谱从信号混合频谱中分离出来；
S14：对分离出来的信号进行IDFT处理。
步骤S2为对IDFT后得到的两路短信后进行时域共轭相乘。
步骤S3为对时域共轭相乘得到的结果求平均再求其相位，即为所要求的该信号在两通道之间的相位差。
本发明的有益效果是：本发明将频域处理与时域鉴相相结合，能对进入通道的包含不同频率或多种调制方式的信号同时求出各自的相位差，而且在数据点数较少，频率分辨率较低的情况下，克服DFT频谱泄露的缺陷，获得接近于CRLB限的精度。
附图说明
图1为本发明结构方框图；
图2为本发明优选结构方框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：
如图1和图2所示，适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路，包括测向通道、参考通道、互相关模块和求相差模块，所述的测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来，所述的互相关模块用于将分离出来的单个信号进行时域互相关，所述的求相差模块用于对时域互相关得到的信号求相位差。
在本实施例中，所述的测向通道和参考通道均包括：
多频率短时实信号采集单元：用于采集多频率或者多种调制方式的短时实信号；
DFT单元：用于对短时实信号做DFT处理，得到混合式信号的双边谱；
多信号频谱分离单元：用于将DFT得到的混频不混叠的单个信号3dB带宽正频谱从信号混合频谱中分离出来；
IDFT单元：用于对分离出来的信号进行IDFT处理。
在本实施例中，所述的互相关模块用于对IDFT后得到的两路信号进行时域共轭相乘。
在本实施例中，所述的求相差模块用于对时域共轭相乘得到的结果求平均再求其相位，即为所要求的该信号在两通道之间的相位差。
基于上述电路的实现，本实施例还提供一种适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量方法，包括以下步骤
S1：测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来；
S2：互相关模块将分离出来的单个信号进行时域互相关；
S3：求相差模块对时域互相关得到的信号求相位差。
对应地，步骤S1所述的分离包括以下子步骤：
S11：采集多频率或者多种调制方式的短时实信号；
S12：对短时实信号做DFT处理，得到混合式信号的双边谱；
S13：将DFT得到的混频不混叠的单个信号3dB带宽正频谱从信号混合频谱中分离出来；
S14：对分离出来的信号进行IDFT处理。
对应地，步骤S2为对IDFT后得到的两路短信后进行时域共轭相乘。
对应地，步骤S3为对时域共轭相乘得到的结果求平均再求其相位，即为所要求的该信号在两通道之间的相位差。

Claims (8)

1.适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路，其特征在于：包括测向通道、参考通道、互相关模块和求相差模块，所述的测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来，所述的互相关模块用于将分离出来的单个信号进行时域互相关，所述的求相差模块用于对时域互相关得到的信号求相位差。
2.根据权利要求1所述的适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路，其特征在于：所述的测向通道和参考通道均包括：
多频率短时实信号采集单元：用于采集多频率或者多种调制方式的短时实信号；
DFT单元：用于对短时实信号做DFT处理，得到混合式信号的双边谱；
多信号频谱分离单元：用于将DFT得到的混频不混叠的单个信号xdB带宽正频谱从信号混合频谱中分离出来；
IDFT单元：用于对分离出来的信号进行IDFT处理。
3.根据权利要求2所述的适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路，其特征在于：所述的互相关模块用于对IDFT后得到的两路信号进行时域共轭相乘。
4.根据权利要求3所述的适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量电路，其特征在于：所述的求相差模块用于对时域共轭相乘得到的结果求平均再求其相位，即为所要求的该信号在两通道之间的相位差。
5.适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量方法，其特征在于：包括以下步骤
S1：测向通道和参考通道分别将频域不混叠或者多种调制方式的单个信号从混合信号中分离出来；
S2：互相关模块将分离出来的单个信号进行时域互相关；
S3：求相差模块对时域互相关得到的信号求相位差。
6.根据权利要求5所述的适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量方法，其特征在于：步骤S1所述的分离包括以下子步骤：
S11：采集多频率或者多种调制方式的短时实信号；
S12：对短时实信号做DFT处理，得到混合式信号的双边谱；
S13：将DFT得到的混频不混叠的单个信号xdB带宽正频谱从信号混合频谱中分离出来；
S14：对分离出来的信号进行IDFT处理。
7.根据权利要求6所述的适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量方法，其特征在于：步骤S2为对IDFT后得到的两路短信后进行时域共轭相乘。
8.根据权利要求7所述的适用于短时多频率信号的干涉仪相位差测量方法，其特征在于：步骤S3为对时域共轭相乘得到的结果求平均再求其相位，即为所要求的该信号在两通道之间的相位差。
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