CN112511208B - 一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法及系统，包括如下步骤：获取阵列接受信号；对接收信号进行离散化处理；对离散化处理后的信号进行整数时延处理，得到整数时延信号；将整数时延信号与本振信号进行混频处理，得到混频信号；对混频信号进行FFT处理，得到混频信号的频域响应信号；将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号；对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号；将所有单通道输出信号合并处理，得到多通道合成信号；根据不同的信号输入角对多通道合成信号进行宽带波束形成。本发明实现了系统的简化，同时减小了信号处理流程中的运算量。

Description

一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法及系统

技术领域

本发明属于宽带波束形成领域，具体涉及一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法及系统。

背景技术

常见的波束形成技术主要有时域与频域两种方法。时域宽带波束形成主要通过FIR滤波器实现信号的时延补偿，将各阵元间接收到信号的时延量消除，实现宽带波束输出。时域方法的主要优点是FIR滤波器结构与设计方法成熟，容易得到期望频域响应的输出信号，而且时域波形连续，为后续处理提供了便捷。时域波束形成方法常见的问题有因滤波器阶数不够高而导致的波束畸变、滤波器系数设计受信号带宽限制等。频域宽带波束处理方法主要通过FFT技术将信号变换在频域上，并划分多个子频带，使宽带信号处理转化为多个窄带信号处理，最后将所有窄带信号处理结果相加并做IFFT变换得到最终宽带波束。频域方法的主要优点是将复杂的宽带处理划分为多个窄带系统处理，简化了系统结构，使系统更易于实现。频域宽带波束形成主要的问题有，信号的处理输出在频域上不连续且分辨率较低、频域处理方法的输出信号间相位不连续而导致最终时域波束不连续，且运算量大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法及系统，以解决现有技术中存在的计算量增大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，获取阵列接受信号；

对接收信号进行离散化处理；

对离散化处理后的信号进行整数时延处理，得到整数时延信号；

将整数时延信号与本振信号进行混频处理，得到混频信号；

对混频信号进行FFT处理，得到混频信号的频域响应信号；

将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号；

对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号；

将所有单通道输出信号合并处理，得到多通道合成信号；

根据不同的信号输入角对多通道合成信号进行宽带波束形成。

进一步的，所述阵列接受信号包括阵列参考通道接收到的信号和阵元接收到的信号；

阵列参考通道接收到的信号为：

x(t)＝a·coS(ω_c t+πKt²)

式中，x(t)表示阵列参考通道接收到的信号，a表示信号幅度分量，K表示调频斜率，ω_c表示信号载频频率，t为时间；

阵元接收到的信号为；

x_k(t)＝a·cos[ω_c(t-kΔτ)+πK(t-kΔτ)²]

式中，x_k(t)表示第k个阵元接收到的信号，Δτ表示相邻阵元间存在的时延。

进一步的，对接收信号进行离散化处理，包括阵列参考通道接收到的信号离散化处理和阵元接收到的信号离散化处理；阵列参考通道接收到的信号离散化处理公式为：

x₀(n)＝a·cos(ω_c n+πKn²)

式中，x₀(n)表示阵列参考通道接收到的信号的离散信号，n表示离散信号采样点。

进一步的，所述混频信号为：

x_k-mix(n)＝i_k-mix(n)+j·q_k-mix(n)

式中，x_k-mix(n)表示混频信号，i_k-mix(n)表示第k个阵元通道内I通道的混频信号，j表示复信号的虚部部分，q_k-mix(n)表示第k个阵元通道内Q通道的混频信号。

进一步的，所述单通道输出频域响应信号为：

X_k-total(n，θ)＝X_k-ceq(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-low(n)H_b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-mix(n)H_low(n)H_b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

式中，X_k-total(n，θ)表示经过分数时延滤波器处理的单通道输出频域响应信号，X_k-low(n)表示经过低通滤波处理的单通道输出频域响应信号，X_k-mix(n)表示混频信号的频域响应信号，X_k-b(n)表示经过抗混叠滤波器处理的单通道输出频域响应信号，X_k-ceq(n)表示经过均衡器处理的单通道输出频域响应信号，H_low(n)表示低通滤波器频率响应，H_b(n)表示抗混叠滤波器的频域响应，H_CEQ(n)表示均衡器频率响应，H_FRAC(n，θ)表示信号输入角度θ下的波束形成分数时延滤波器频率响应。

进一步的，所述多通道合成信号为：

式中，u(n，θ)表示多通道合成信号，x_k-total(n，θ)表示单通道输出信号。

进一步的，所述多滤波器包括依次设置的低通滤波器、抗混叠滤波器、均衡器和分数时延滤波器。

进一步的，将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号，包括将混频后的频域响应信号依次经过低通滤波器、抗混叠滤波器、均衡器、分数时延滤波器处理。

一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理系统，所述系统包括：

获取模块：用于获取阵列接受信号；

离散模块：用于对接收信号进行离散化处理；

时延模块：用于对离散化处理后的信号进行整数时延处理，得到整数时延信号；

混频模块：用于将整数时延信号与本振信号进行混频处理，得到混频信号；

FFT模块：用于对混频信号进行FFT处理，得到混频信号的频域响应信号；

滤波器模块：用于将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号；

IFFT模块：用于对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号；

合并模块：用于将所有单通道输出信号合并处理，得到多通道合成信号；

波束形成模块：用于根据不同的信号输入角对多通道合成信号进行宽带波束形成。

一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理系统，所述系统包括处理器和存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行上述所述方法的步骤。

计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明依次将混频信号的频域响应信号经过低通滤波器、抗混叠滤波器、均衡器、分数时延滤波器处理，因此将以上多滤波器处理流程合并，简化系统结构，同时避免因时域卷积产生的计算量过大的问题；本发明根据系统中信号分别在时域与频域上处理的规律，将时域与频域部分分开处理，并将频域处理的多个部分合成为整体，实现了系统的简化，同时减小了信号处理流程中的运算量。

附图说明

图1为系统处理框图；

图2为阵列模型图；

图3为整数时延处理图；

图4为数字下变频处理流程图；

图5为频域均衡器框图；

图6为常规方法下-20法波束指向图；

图7为多滤波器合并处理下-20器波束指向图；

图8为均衡前通道幅度响应图；

图9为均衡后通道幅度响应图；

图10为-60°、-40°、0°、40°入射角信号的波束指向图；

图11为三维波束指向俯视图。

具体实现方式

下面对本发明作进一步描述。以下内容仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，包括如下步骤：

(1)获取阵列接受信号；

假设阵列参考通道接收到的调频信号，则信号表示为：

x(t)＝a·cos(ω_c t+πKt²) (1)

式中，x(t)表示阵列参考通道接收到的信号，a表示信号幅度分量，K表示调频斜率，ω_c表示信号载频频率，t为时间。

假设相邻阵元间存在的时延为Δτ，如图2所示，则第k个阵元与参考阵元(第0个阵元)间相差的时延量为kΔτ，则第k个阵元接收到的信号可表示为：

x_k(t)＝a·coS[ω_c(t-kΔτ)+πK(t-kΔτ)²] (2)

式中，x_k(t)表示第k个阵元接收到的信号。

(2)将接收信号通过A/D离散化，并存入RAM内；

通过A/D对阵列参考通道接收到的信号离散，得到信号为：

x₀(n)＝a·cos(ω_c n+πKn²) (3)

式中，x₀(n)表示阵列参考通道接收到的信号的离散信号，n表示离散信号采样点。

将x_k(t)离散化得到离散信号x_k(n)，用于后续信号处理，由x_k(n)可知，需要对各个阵元的时延量补偿，最终加权在输出端形成码元信号。阵列模型如图2所示。

(3)根据整数时延D依次从RAM中取数据，得到整数时延信号；

根据阵列的时延T＝kΔτ，将时延分为整数时延与分数时延：

D＝round(T) (4)

p＝T-D (5)

式中，round()表示四舍五入，整数延迟D可以通过控制存储器的的读取起始地址实现，分数延时p则通过全通时延滤波器实现。采用SMI(采样矩阵求逆)算法自适应滤波器实现分数时延补偿。整数延迟D的实现根据整数时延量对内存中的数据读取。从波束1开始，根据波束的整数时延量D控制RAM读地址的起始值。由于D存在负数，所以需要在原数据前进行补零操作，即RAM的起始k位地址存储预存为0，接着将离散信号x_k(n)存入RAM。如将原数据的首地址记为k，根据整数延时量D，从k+D的地址开始输出数据，处理结构如图3所示，图中addr1至addrk全为0。

经过以上处理，即可得到整数时延后信号的时域表示x_kD(n)。x_kD(n)为第k个通道下整数时延信号。

(4)将整数时延信号与本振信号做混频，得到混频信号；

设离散信号x_ref(n)的解析信号y_ref(n)可表示为：

式中，y_ref(n)表示解析信号，x_ref(n)表示离散信号，j表示复信号的虚部部分，

表示x_ref(n)的共轭信号；

此时离散信号x_ref(n)的频谱由双边谱变换为单边谱，时域与频域有如下形式：

式中，X_ref(n)表示x_ref(n)的频谱，Y_ref(n)表示解析信号y_ref(n)的频域信号，n表示离散信号采样点

当信号在频域处理时，由于Y_ref(n)只有单边谱，相比X_ref(n)的双边谱，减小了一半的计算量，因此有必要将x_ref(n)转化为解析信号处理。

解析信号y_ref(n)中的载频部分

不包含有效信息，因此可将y_ref(n)的载频部分

通过数字下变频去除。处理流程如图4所示。

假设通道输入信号x_ddc(n)为：

x_ddc(n)＝a·cos(w_c n+πKn²) (9)

分别经过I、Q通道混频的结果为：

式中，I_mix(n)表示I通道混频后的信号，Q_mix(n)表示Q通道混频后的信号；信号包含和频部分2w_cn与差频部分0，将混频信号通过低通滤波器，滤除和频部分，得：

将I、Q两路通道的信号合成，得到位于零中频的正交基带复信号，则得到信号x(t)的基带解析信号表示形式为：

此时信号已经去除了载频

由于时域与频域转换涉及到FFT与IFFT，计算较为复杂，因此采用输入信号先在时域上做混频，之后再对时域处理完成信号转换到频域，再做低通滤波处理。

将整数时延处理信号x_kD(n)分别与本振信号cos(w_c n)和-sin(w_c n)混频得到i_k-mix(n)与q_k-mix(n)，分别表示第k个阵元通道内I、Q通道的混频信号，将其合成为混频信号x_k-mix(n)：

x_k-mix(n)＝i_k-mix(n)+j·q_k-mix(n) (15)

此时，信号时域处理部分完毕，得到混频信号x_k-mix(n)，其中含有和频与差频部分。

(5)对混频信号做FFT，得到混频信号的频域响应信号。

对混频信号x_k-mix(n)做FFT，得到混频信号的频域表示X_k-mix(n)。

(6)将混频信号的频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号。

多滤波器组合的合成滤波器由低通滤波器、抗混叠滤波器、均衡器、分数时延滤波器组成，合成滤波器的频率响应由这些滤波器的频率响应决定。

低通滤波器与抗混叠滤波器

接收信号在混频后需经过低通滤波器，设置低通滤波器的频域响应为H_low(n)，对混频信号的频域响应信号X_k-mix(n)处理可得：

X_k-low(n)＝X_k-mix(n)H_low(n) (16)

式中，X_k-low(n)表示经过了混频与低通滤波处理的单通道输出频域响应信号，完成了数字下变频，去除了载频

为保证在以后功能拓展中有抽取的需求，设置抗混叠滤波器的频域响应为H_b(n)，其本质是低通滤波器。，则抗混叠过程可表示为：

X_k-b(n)＝X_k-low(n)H_b(n) (17)

式中，X_k-b(n)为表示抗混叠滤波器处理的单通道输出频域响应信号表示经过。

均衡器

利用多通道合成的宽带波束系统，在理想条件下，各个通道的幅频响应与相频响应完全一致，但实际由于自身误差和外部环境的影响，各个通道的传输特性将不一致，因此需要对各通道采用均衡方法消除通道不一致。

系统设计基于最小二乘算法。设参考信道的信号频率响应为S_ref(ω)，待矫正通道的频率响应为S_k(ω)，则要求均衡器补偿H_k1(ω)，使两通道响应一致。由于H_k1(ω)的引入，待矫正通道将产生时延，因此在参考通道引入时延器H_d(ω)。均衡器响应H_k1(ω)应满足：

频域均衡器的频率响应求解框图如图5所示。

所需均衡器响应为H_k1(ω)，利用FIR滤波器设计，长度为L的滤波器频率响应可表示为：

式中，k表示N个待均衡的通道，

h_k1(n)＝[h_k1(0)，h_k1(1)，...，h_k1(L-1)]^T表示第k个通道下的FIR滤波器单位脉冲响应，a^T(ω)＝[1，e^-jwT，...，e^-jw(N-1)T]^T。

将第k个待均衡通道的频率响应和FIR滤波器的频率响应离散化，做M点FFT，得：

式中，H_k1(n)表示待均衡通道所需均衡器的频域响应，F_k1(n)表示拟合的滤波器频率响应，S_ref(n)表示参考通道的频率响应，S_k(n)表示待均衡通道的频率响应，H_d(n)表示在参考通道引入的时延滤波器频率响应，h_k1(l)表示拟合的滤波器的系数，a^T(n)表示拟合滤波器的加权系数，h_k1表示拟合的滤波器的系数向量。

当H_k1(n)与F_k1(n)间的误差几乎为零，即可实现均衡效果。采用最小二乘算法拟合H_k1(n)和F_k1(n)，则有：

e_k＝H_k-Ah_k1 (21)

式中，e_k＝[e_k(0)，e_k(1)]，...，e_k(M-1)]^T为第k个通道的误差，A＝[a^T(0)，a^T(1)，...，a^T(N-1)]^T。

只要使e_k误差最小，即可求解出FIR滤波器的单位脉冲响应。解得h_k1的最优解向量为：

h_k1＝Q^-1b_k1 (22)

式中，Q＝A^HA，b_k1＝A^HH_n。

根据以上推导可求得第k个待均衡通道的均衡器单位脉冲响应为h_k1。

均衡器单位脉冲响应为h_k1的对应频率响应为H_CEQ(n)。则抽取信号X_k-b(n)响应通过均衡器后，均衡信号的频率响应X_k-ceq(n)为：

X_k-ceq(n)＝X_k-b(n)H_CEQ(n) (23)

式中，X_k-ceq(n)表示经过均衡器处理的单通道输出频域响应信号，H_CEQ(n)表示均衡器的频域响应。

分数时延滤波器

若离散信号x_ref(n)的K个采样点为n_k，则采样自相关矩阵R_xx为：

式中，表示设FIR滤波器阶数为L，则：

x_ref(n)＝[x_ref(n-1)，x_ref(n-2)，…，x_ref(n-L)]^T (25)

将相关矩阵的估计R_xx代入最佳波束形成器的加权计算，可得：

w_SMI＝R_xx ^-1r_xd (26)

式中，w_SMI表示自适应滤波器系数，r_xd表示期望信号d(n)与输入信号x(n)的互相关函数，具体表示为：

自适应滤波器系数即为所求的分数时延滤波器时域响应hFRAC(n)，其对应频率响应为H_FRAC(n)。

根据不同的输入信号角度θ，将计算出多组H_FRAC(n)，记为H_FRAC(n，θ)。

至此，实现了整数时延D与分数时延p的补偿。分数时延滤波器处理过程表示为：

X_k-total(n，θ)＝X_k-ceq(n)H_FRAC(n，θ) (28)

式中，X_k-total(n，θ)表示经过分数时延滤波器处理的单通道输出频域响应信号，H_FRAC(n，θ)为输入信号角度为θ下的分数时延滤波器的频率响应。

信号在时域的处理部分为整数时延与混频，在频域部分的处理有低通滤波、抗混叠滤波、均衡、分数时延滤波。在频域处理部分均涉及到滤波器，滤波器在时域上的处理表现为卷积，在频域上的处理表现为乘积，显然频域上的处理计算量极大的被减少了。

混频后信号的频域表示为X_k-mix(n)，依次经过低通滤波、抗混叠滤波、均衡、分数时延滤波处理，因此将以上多滤波器处理流程合并合并，简化系统结构，同时避免因时域卷积产生的计算量过大的问题。具体表示如下：

X_k-total(n，θ)＝X_k-ceq(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-low(n)H_b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-mix(n)H_low(n)H_b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ) (29)

式中，H_low(n)表示低通滤波器频率响应，H_b(n)表示抗混叠滤波器频率响应，H_CEQ(n)表示均衡器频率响应，H_FRAC(n，θ)表示信号输入角度θ下的波束形成分数时延滤波器频率响应。

易得系统传递函数为：

H_total(n，θ)为最终求解滤波器频率响应，计算其傅里叶逆变换即可求得计算计算单元滤波器单位脉冲响应H_total(n，θ)，即为最终求解的滤波器系数，X_k-total(n，θ)为合成滤波器输出频域信号。

(7)对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号。对X_k-total(n，θ)做傅里叶逆变换得到单通道信号x_k-total(n，θ)。

(8)将所有通道处理结果合并处理，得到多通道合成信号u(n，θ)。

最后，根据不同角度θ对应的滤波系数形成波束指向。根据不同的信号输入角θ进行宽带波束形成，并作出波束指向图。

实施例

接收线阵由16个阵元，扫描角度为-60°～60°，扫描间隔为4°。如表1所示为雷达与阵列的参数设置。

表1雷达与目标参数设置

(1)与常规波束形成方法对比

图6展示了常规方法下-20°入射信号的波束指向图，图7展示了多滤波器合并处理下-20°波束指向图，均实现了-20°的波束指向，验证了系统方案的可行性。

(2)通道均衡验证

图8表示了16个通道未均衡前的幅度响应，其中点线为参考通道。图9表示了经过均衡后16个通道的幅度响应。待均衡通道最终幅频响应与参考通道相同，结果说明待均衡通道最终实现了对参考通道的均衡。

图10分别展示了阵列接收到-60°、-40°、0°、40°的入射信号时的波束指向图，均在指定角度上形成了波束指向，旁瓣增益为-20dB。验证了系统在扫描角度范围内的稳定性。

图11展示了-20°入射角度下系统的三维波束指向图的俯视图。波束三维俯视图的500点左右表示信号的低频部分，0与1000点表示信号高频部分，波束在信号设定频带内的波束指向均为-20°。入射信号在-20°的增益约为25dB，其余角度下波束形成增益约为10dB，结果说明信号在整个频带范围内宽带波束形成结果未产生明显的偏移，实现了波束指向的效果。

一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理系统，所述系统包括：

获取模块：用于获取阵列接受信号；

离散模块：用于对接收信号进行离散化处理；

时延模块：用于对离散化处理后的信号进行整数时延处理，得到整数时延信号；

混频模块：用于将整数时延信号与本振信号进行混频处理，得到混频信号；

FFT模块：用于对混频信号进行FFT处理，得到混频信号的频域响应信号；

滤波器模块：用于将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号；

IFFT模块：用于对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号；

合并模块：用于将所有单通道输出信号合并处理，得到多通道合成信号；

波束形成模块：用于根据不同的信号输入角对多通道合成信号进行宽带波束形成。

一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理系统，所述系统包括处理器和存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行上述所述方法的步骤。

计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取阵列接收信号；

对接收信号进行离散化处理；

对离散化处理后的信号进行整数时延处理，得到整数时延信号；

将整数时延信号与本振信号进行混频处理，得到混频信号；

对混频信号进行FFT处理，得到混频信号的频域响应信号；

将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号；

对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号；

将所有单通道输出信号合并处理，得到多通道合成信号；

根据不同的信号输入角对多通道合成信号进行宽带波束形成。

2.根据权利要求1所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，所述阵列接收信号包括阵列参考通道接收到的信号和阵元接收到的信号；

阵列参考通道接收到的信号为：

x(t)＝a·cos(ω_ct+πKt²)

式中，x(t)表示阵列参考通道接收到的信号，a表示信号幅度分量，K表示调频斜率，ω_c表示信号载频频率，t表示时间；

阵元接收到的信号为：

x_k(t)＝a·cos[ω_c(t-kΔτ)+πK(t-kΔτ)²]

式中，x_k(t)表示第k个阵元接收到的信号，k＞1，Δτ表示相邻阵元间存在的时延。

3.根据权利要求2所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，对接收信号进行离散化处理，包括阵列参考通道接收到的信号离散化处理和阵元接收到的信号离散化处理；阵列参考通道接收到的信号离散化处理公式为：

x₀(n)＝a·cos(ω_cn+πKn²)

式中，x₀(n)表示阵列参考通道接收到的信号的离散信号，n表示离散信号采样点。

4.根据权利要求1所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，所述混频信号为：

x_k-min(n)＝i_k-mix(n)+j·q_k-mix(n)

式中，x_k-mix(n)表示混频信号，i_k-mix(n)表示第k个阵元通道内I通道的混频信号，j表示复信号的虚部部分，q_k-mix(n)表示第k个阵元通道内Q通道的混频信号， k ＞ 1 ；n表示离散信号采样点。

5.根据权利要求1所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，所述单通道输出频域响应信号为：

X_k-total(n，θ)＝X_k-ceq(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-low(n)H_b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

＝X_k-mix(n)H_low(n)H_b(n)H_CEQ(n)H_FRAC(n，θ)

式中，X_k-total(n，θ)表示经过分数时延滤波器处理的单通道输出频域响应信号，X_k-low(n)表示经过低通滤波处理的单通道输出频域响应信号，X_k-mix(n)表示混频信号的频域响应信号，X_k-b(n)表示经过抗混叠滤波器处理的单通道输出频域响应信号，X_k-ceq(n)表示经过均衡器处理的单通道输出频域响应信号，H_low(n)表示低通滤波器频率响应，H_b(n)表示抗混叠滤波器的频域响应，H_CEQ(n)表示均衡器频率响应，H_FRAC(n，θ)表示信号输入角度θ下的波束形成分数时延滤波器频率响应；n表示离散信号采样点。

6.根据权利要求1所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，所述多通道合成信号为：

式中，u(n，θ)表示多通道合成信号，x_k-total(n，θ)表示经过分数时延滤波器处理的 单通道输出频域响应 信号；n 表示离散信号采样点；θ表示信号输入角度；k表示阵元数。

7.根据权利要求1所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，所述多滤波器包括依次设置的低通滤波器、抗混叠滤波器、均衡器和分数时延滤波器。

8.根据权利要求7所述的一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理方法，其特征在于，将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号，包括将混频后的频域响应信号依次经过低通滤波器、抗混叠滤波器、均衡器、分数时延滤波器处理。

9.一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块：用于获取阵列接收信号；

离散模块：用于对接收信号进行离散化处理；

时延模块：用于对离散化处理后的信号进行整数时延处理，得到整数时延信号；

混频模块：用于将整数时延信号与本振信号进行混频处理，得到混频信号；

FFT模块：用于对混频信号进行FFT处理，得到混频信号的频域响应信号；

滤波器模块：用于将频域响应信号与多滤波器的合成响应相乘，得到单通道输出频域响应信号；

IFFT模块：用于对单通道输出频域响应信号做IFFT，得到单通道输出信号；

合并模块：用于将所有单通道输出信号合并处理，得到多通道合成信号；

波束形成模块：用于根据不同的信号输入角对多通道合成信号进行宽带波束形成。

10.一种频域宽带波束形成多滤波器合并处理系统，其特征在于，所述系统包括处理器和存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-8任一项所述方法的步骤。

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