CN113238183B - 一种测向方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种测向方法、装置和系统。本申请的测向系统包括：测向天线阵列、存储器和处理器；本申请的测向装置包括：信号处理单元、信号扩频单元和方向确定单元；本申请的测向方法包括：利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号；利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号；利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向。本申请的技术方案测向方法简单，测向结果准确可靠。
Description
技术领域
本申请涉及测向技术领域，尤其涉及一种测向方法、装置和系统。
背景技术
无线电测向与定位是对无线电信号进行分选和识别的重要依据，不同于雷达探测，无线电测向定位属于无源定位体制，其自身并不辐射信号，而是通过辐射源目标所发射的电磁波信号来确定目标来波方向。因此，无线电测向定位被广泛应用于军事侦察、电子对抗、航天航空、无线电监测等诸多领域。
无线电测向方法大致可以分为四大类，分别是幅度响应测向、相位响应测向、到达时间差测向和相位-幅度响应测向。每一类测向方法均有自身的工作原理、系统组成、性能特性及其局限性。
其中，基于相位-幅度响应的天线波束形成测向，通过调整或自适应天线阵列方向图，使得阵列波束对准目标，实现来波信号方向测向。传统的波束形成测向方法虽然具有结构简单的优点，但是其需要通过电子移相或数字移相实现，且波束形成依赖于自适应算法，受限于信号统计特性、信号独立性、收敛速度等。
发明内容
本申请实施例提供了一种新型的波束形成测向方法、装置和系统，以解决传统波束形成测向方法所存在的上述局限。
本申请实施例采用下述技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种测向方法，包括：利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号；利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号；利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向。
第二方面，本申请实施例还提供一种测向装置，包括：信号处理单元，用于利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号；信号扩频单元，用于利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号；方向确定单元，用于利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向。
第三方面，本申请实施例还提供一种测向系统，包括：测向天线阵列，接收无线电信号，并将所述无线电信号经过其各个阵元处理后的基带数字化信号发送给处理器；存储器，存储计算机可执行指令；处理器，所述计算机可执行指令在被执行时，使所述处理器执行上述测向方法。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的计算机设备执行时，使得所述计算机设备执行上述测向方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本申请实施例实现一种新型数字波束形成方法，不需要自适应计算天线阵权值，不需要信号环境的先验知识，也不需要计算相关矩阵、不需要移相操作，只需选定扩频序列码组对测向天线阵列的各阵元的基带数字化信号进行扩频化操作，并预先构建用于正交相关检测的天线阵信号存储模型，结合扩频化操作与正交相关检测方法即可实现无线电信号的测向，测向方法简单，测向结果准确可靠。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例示出的测向方法流程图；
图2为本申请实施例示出的测向原理图；
图3为本申请实施例示出的8元均匀线阵正交相关检测波形图；
图4为本申请实施例示出的8元均匀线阵信号正确定向波束示意图；
图5为本申请实施例示出的测向装置的结构框图；
图6为本申请实施例中测向系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请实施例示出的测向方法流程图，该方法应用到测向系统，如图1所示，本实施例的方法包括步骤S110至步骤S130：
步骤S110，利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号。
经过远场辐射源辐射的无线电信号，经由测向天线阵列接收，无线电信号进入线阵接收通道进行统一信号预处理，预处理流程包括接收机放大、变频、滤波等模拟处理，以得到复电压波形，再经过ADC(Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器)采样、变频抽取和信道滤波数字处理后，得到测向天线阵列各个阵元的调制后的基带数字化信号。
这里，测向天线阵列应保证无线电信号来波方向与阵元相位一一对应，避免在某一方向上对应多个阵元相位。本实施例中的测向天线阵列可以是均匀阵列，例如均匀线阵、均匀圆阵、L型阵列等测向天线阵列，也可以是非均匀阵列，也就是说，本实施例适用于常规的均匀阵列和非常规的阵列，适用面更加广泛。
步骤S120，利用选定的扩频序列码组对基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号。
本步骤中的扩频序列码组是具有统计特性和正交特性的码组，例如为Gold序列、Kasami序列、Welti序列、Golay序列及任何其他类似统计特性和正交特性的序列。
这里的扩频序列码组具有不同的序列，利用不同的序列对各个阵元的基带数字化信号进行扩频操作，为后续的相关性检测提高基础。
步骤S130，利用预先构建的天线阵信号存储模型对扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向。
本步骤中，天线阵信号存储模型是在空间感兴趣区域构建的一种关联期望来波方向与期望来波方向上测向天线阵列对信号加权响应的矩阵结构，即天线阵信号存储模型的输入为期望来波方向，输出为期望来波方向上测向天线阵列对信号的加权响应。这样，将天线阵信号存储模型的输出信号与扩频数字化信号进行正交检测，强相关将出现在无线电信号方向与期望来波方向相匹配时，由此即可实现无线电信号测向。
其中，期望来波方向可以理解为可能的信号来波方向、或感兴趣的信号来波方向，实现对信号方向的筛选。
由图1所示可知，本实施例提出的新型数字波束形成方法，不需要自适应计算天线阵权值，不需要信号环境的先验知识，也不需要计算相关矩阵、不需要移相操作，只需选定扩频序列码组对测向天线阵列的各阵元的基带数字化信号进行扩频化操作，并预先构建用于正交相关检测的天线阵信号存储模型，结合扩频化操作与正交相关检测方法即可实现无线电信号的测向，测向方法简单，测向结果准确可靠。
本申请的测向方法的原理如参考图2，本申请的测向方法理论上可用于任何测向天线阵列，只需保证每个无线电信号来波方向与测向天线阵列的阵元一一对应，为便于描述，下面以128比特的Gold扩频序列码组、8元均匀线阵，阵元间距满足信号半波长条件为例，对上述步骤S110至步骤S130进行描述。
首先，进行信号预处理，即执行步骤S110，利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号。
空间L个待测向的无线电信号，其来波方向为αl，可记作sl(αl,t)，其中l＝1,2,…,L。无线电信号经远场辐射源辐射，进入均匀线阵接收通道进行统一信号预处理。预处理流程F(.)包括接收机放大、变频、滤波等模拟处理，以得到复电压波形，再经过ADC采样、变频抽取和信道滤波数字处理后，最后得到阵列各个阵元的基带数字化信号xm(n)，其中m＝1,2,…,M，M对应天线阵元个数，这里M＝8，n为自然数，表示信号长度。xm(n)的向量形式如式(1)所示。
在式(1)中，d为测向天线阵列的阵元间距，λ为无线电信号波长。
在获得各个阵元处理后的基带数字化信号xm(n)之后，进行阵元扩频加权处理，即执行步骤S120，利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号。
在一些实施例中，可以选定具有统计特性和正交特性的码组作为扩频序列码组，例如选定Gold序列、Kasami序列、Welti序列、Golay序列或任何其他类似统计特性和正交特性的序列，利用扩频序列码组的不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行过采样扩频处理，得到对应于各个阵元的中间数字化信号。
这里，过采样扩频处理可以利用不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行二进制相移键控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)短码直接序列扩频操作，使扩频后码元速率大于所述基带数字化信号的调制速率，例如使扩频后的码元速率为基带数字化信号的调整速率的4倍以上。
以128比特的Gold扩频序列码组(码字数目需大于阵元个数)、4倍周期短码直扩为例(pT＝512)，对应8个阵元的扩频序列如式(2)所示：
PNm＝[Gold(128,m) Gold(128,m) Gold(128,m) Gold(128,m)] (2)
利用上述扩频序列对各个阵元的基带数字化信号xm(n)进行BPSK直接序列扩频操作，可视为只有相位变化的天线阵加权处理，权值由向量PNm表示。加权输出计算如式(3)：
ym(n)＝PNm T·xm(n) (3)
M元均匀线阵经过扩频加权后，将对应于各个阵元的中间数字化信号进行合成处理，得到扩频数字化信号，即利用式(4)累加合成得到扩频数字化信号。
由于本实施例所选的扩频码组为具有随机性或伪随机性的序列，所有阵元间的相位关系被扩频序列加扰随机化处理，每次每组扩频后码元的天线方向图也是随机动态变化的。从整个扩频周期上看，也即对于待测向的基带数字化信号而言，天线方向图是趋于全向，增益一致的，这也有利用测向系统利用该特性开展相关应用。
在实现阵元扩频加权后，进行正交相关性检测，即执行步骤S130，利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向。
为便于阅读，先通过下述实施例说明天线阵信号存储模型的构建步骤。
本实施例中的天线阵信号存储模型具有K个输入参数和K个输出信号，所述输入参数为期望来波方向，所述输出信号为期望来波方向上测向天线阵列对信号的加权响应
一个实施例中，在空间感兴趣区域建立天线阵信号存储模型，即在空间的任何感兴趣区域，对信号的期望来波方向，根据测向天线阵列的结构参数计算相位延迟，得到如式(5)所示的关于信号到达角的导向向量矩阵Ae。
在式(5)中， K为第k个期望来波方向，这里导向向量矩阵Ae与利用测向天线阵列获得的基带数字化信号xm(n)中的相应矩阵相同，这是因为两者都是与测向天线阵列本身的结构参数相关。
需要说明的是，这里的信号可以理解为与待测向的无线电信号具有相同波长的信号；这里的期望来波方向为可能的信号来波方向，或感兴趣的信号来波方向；这里的测向天线阵的结构参数包括测向天线阵列的阵型、测向天线阵列的阵元个数和测向天线阵列的阵元间距。
在一些实施例中，当测向天线阵列为二维阵列时，例如为M元均匀圆阵时，此时，导向向量矩阵Ae如使(6)所示：
在式(6)中，r为圆阵半径，λ为信号波长，φm＝2π/M(0≤m≤M-1)。
在得到导向向量矩阵Ae后，利用所述选定的扩频序列码组对所述导向向量矩阵进行扩频处理，即利用相应阵元的扩频序列，对导向向量矩阵进行BPSK短码直接序列扩频操作，得到存储矩阵，所述存储矩阵为所述天线阵信号存储模型的矩阵表示形式。
举例而言，根据测向天线阵列扩频加权所使用的M个扩频序列Gold(128,m)，对K个期望来波方向的导向向量矩阵进行类似扩频处理后，得到如式(7)所示的存储矩阵：
参考式(7)，即为天线阵信号存储模型的输出信号，该输出信号/>与期望来波方向βK对应。
在获得输出信号后即完成天线阵信号存储模型的构建，由于构建过程中，选择了期望来波方向，因此期望来波方向的信号将会被增强，而非期望信号或干扰信号影响将会被抑制，由此仅在期望来波方向产生接收波束，从而唯一确定期望信号的来波方向。
在构建好天线阵信号存储模型后，即可设计正交相关检测器，利用正交相关检测器对所述扩频数字化信号与天线阵信号存储模型的K个输出信号进行正交相关计算，得到K个检测结果，其中检测结果与期望来波方向一一对应；对每个检测结果进行判决检测，若满足判决检测，该检测结果对应的期望来波方向为无线电信号的方向。
在一些实施例中，对测向天线阵列接收的实际信号，也即扩频数字化信号yr(n)与天线阵信号存储模型中K个输出信号ye(n)进行共轭相关计算，强相关将出现在无线电信号方向与期望来波方向相匹配时。
其中，期望来波方向βK的正交相关输出如式(8)所示：
在式(8)中，周期pT对应为扩频序列PNm总长度，|Rk(n)|和φk(n)分别表示期望来波方向βK的振幅和相位，这里，在工程实现中，可以采用FFT(fast Fourier transform，快速傅里叶变换)运算实现快速正交相关检测。
在一些实施例中，可以将|Rk(n)|作为判决量，即在检测结果包括期望来波方向的振幅时，获取期望来波信号的最大振幅与振幅阈值的比较结果，根据所述比较结果进行判决检测，若所述最大振幅超出所述振幅阈值，确定所述检测结果满足判决检测。
举例而言，如果判决量|Rk(n)|超过振幅阈值，此时判别期望来波方向上出现无线电信号，该无线电信号的方向即为|Rk(n)|对应的期望来波方向βK。
结合以上描述，根据M＝8，d＝λ/2，pT＝512设定的均匀线阵，假设待测无线电信号从35°方向入射后，期望空域方向从-90°到90°，以1°为扫描间距进行扫描，得到如图3所示的正交相关幅度，可见，本实施例的测向方法实现了正确测向。且参考式(9)所示，相关相位可以认为是在整个扩频周期pT内的基带数字化信号的平均相位，在pT足够大时，如图4所示，可认为φk(n)近似重构了基带数字化信号的基带调制波形，因此，测向系统还可以从相关相位中恢复基带调制波形，以进行相关应用。
综合上述，本实施例提出了一种完全不同的数字波束形成方法，不需要自适应计算天线阵权值，不需要信号环境的先验知识，使用巧妙的扩频技术，有选择性的在空间任何具体的方向建立连续或者离散波束，从而唯一确定感兴趣信号的来波方向与信号相位延迟。并且通过天线阵信号存储模型选择期望来波方向，既可以实现对空间感兴趣方向的信号增强，也可以实现对空间不感兴趣方向的干扰进行抑制。
图5为本申请实施例示出的测向装置的结构框图，如图5所示，本实施例的测向装置500包括：
信号处理单元510，用于利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号；
信号扩频单元520，用于利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号；
方向确定单元530，用于利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向。
在一些实施例中，信号扩频单元520，还用于选定具有统计特性和正交特性的码组作为扩频序列码组；利用扩频序列码组的不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行过采样扩频处理，得到对应于各个阵元的中间数字化信号；将对应于各个阵元的中间数字化信号进行合成处理，得到扩频数字化信号。
在一些实施例中，信号扩频单元520，还用于利用不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行二进制相移键控短码直接序列扩频操作，使扩频后码片速率大于所述基带数字化信号的调制速率。
在一些实施例中，所述天线阵信号存储模型具有K个输入参数和K个输出信号，所述输入参数为期望来波方向，所述输出信号为期望来波方向上测向天线阵列对信号的加权响应。
在一些实施例中，测向装置500还包括模型构建单元，用于对信号的期望来波方向，根据测向天线阵列的结构参数计算相位延迟，得到关于信号到达角的导向向量矩阵；利用所述选定的扩频序列码组对所述导向向量矩阵进行扩频处理，得到存储矩阵，所述存储矩阵为所述天线阵信号存储模型的矩阵表示形式。
其中，所述测向天线阵的结构参数包括测向天线阵列的阵型、测向天线阵列的阵元个数和测向天线阵列的阵元间距。
在一些实施例中，方向确定单元530包括正交计算模块和判决检测模块；
正交计算模块，用于对所述扩频数字化信号与天线阵信号存储模型的K个输出信号进行正交相关计算，得到K个检测结果，检测结果与期望来波方向一一对应；
判决检测模块，用于对每个检测结果进行判决检测，若满足判决检测，该检测结果对应的期望来波方向为无线电信号的方向。
在一些实施例中，所述检测结果包括期望来波方向的振幅，相应的，判决检测模块，用于获取期望来波信号的最大振幅与振幅阈值的比较结果，根据所述比较结果进行判决检测，若所述最大振幅超出所述振幅阈值，确定所述检测结果满足判决检测。
能够理解，上述测向装置，能够实现前述实施例中提供的测向方法的各个步骤，关于测向方法的相关阐释均适用于测向装置，此处不再赘述。
图6本申请实施例中测向系统的结构示意图。请参考图6，在硬件层面，该测向系统包括处理器和存储器，可选地还包括网络接口。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该测向系统还包括其他业务所需要的硬件，如测向天线阵列，测向天线阵列接收无线电信号，并将无线电信号经过其各个阵元处理后的基带数字化信号发送给处理器。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成测向装置。处理器，执行存储器所存放的程序实现如上文描述的测向方法。
上述如本申请图1所示实施例揭示的测向方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述测向方法的步骤。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的测向系统执行时，能够实现图1所示的测向方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种测向方法，其特征在于，所述方法包括：
利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号；
利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号；
利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，具体是将所述天线阵信号存储模型的输出信号与所述扩频数字化信号进行正交检测，根据检测结果确定无线电信号方向；
所述利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号，包括：
选定具有统计特性和正交特性的码组作为扩频序列码组；利用扩频序列码组的不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行过采样扩频处理，得到对应于各个阵元的中间数字化信号；将对应于各个阵元的中间数字化信号进行合成处理，得到扩频数字化信号；
其中，所述天线阵信号存储模型具有K个输入参数和K个输出信号，所述输入参数为期望来波方向，所述输出信号为期望来波方向上测向天线阵列对信号的加权响应，采用下述步骤构建天线阵信号存储模型：
对信号的期望来波方向，根据测向天线阵列的结构参数计算相位延迟，得到关于信号到达角的导向向量矩阵；
利用所述选定的扩频序列码组对所述导向向量矩阵进行扩频处理，得到存储矩阵，所述存储矩阵为所述天线阵信号存储模型的矩阵表示形式。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，利用扩频序列码组的不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行过采样扩频处理，包括：
利用不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行二进制相移键控短码直接序列扩频操作，使扩频后码片速率大于所述基带数字化信号的调制速率。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述测向天线阵的结构参数包括测向天线阵列的阵型、测向天线阵列的阵元个数和测向天线阵列的阵元间距。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，根据检测结果确定无线电信号方向，包括：
对所述扩频数字化信号与天线阵信号存储模型的K个输出信号进行正交相关计算，得到K个检测结果，检测结果与期望来波方向一一对应；
对每个检测结果进行判决检测，若满足判决检测，该检测结果对应的期望来波方向为无线电信号的方向。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述检测结果包括期望来波方向的振幅，
所述对每个检测结果进行判决检测包括：获取期望来波信号的最大振幅与振幅阈值的比较结果，根据所述比较结果进行判决检测；
所述满足判决检测包括：若所述最大振幅超出所述振幅阈值，确定所述检测结果满足判决检测。
6.一种测向装置，其特征在于，所述装置包括：
信号处理单元，用于利用测向天线阵列接收无线电信号，获取所述无线电信号经过所述测向天线阵列的各个阵元处理后的基带数字化信号；
信号扩频单元，用于利用选定的扩频序列码组对所述基带数字化信号进行扩频操作，得到扩频数字化信号；
方向确定单元，用于利用预先构建的天线阵信号存储模型对所述扩频数字化信号进行相关性检测，具体是将所述天线阵信号存储模型的输出信号与所述扩频数字化信号进行正交检测，根据检测结果确定无线电信号方向，所述天线阵信号存储模型具有K个输入参数和K个输出信号，所述输入参数为期望来波方向，所述输出信号为期望来波方向上测向天线阵列对信号的加权响应；
信号扩频单元，还用于选定具有统计特性和正交特性的码组作为扩频序列码组；利用扩频序列码组的不同序列对各个阵元的基带数字化信号进行过采样扩频处理，得到对应于各个阵元的中间数字化信号；将对应于各个阵元的中间数字化信号进行合成处理，得到扩频数字化信号；
所述装置还包括模型构建单元，用于对信号的期望来波方向，根据测向天线阵列的结构参数计算相位延迟，得到关于信号到达角的导向向量矩阵；利用所述选定的扩频序列码组对所述导向向量矩阵进行扩频处理，得到存储矩阵，所述存储矩阵为所述天线阵信号存储模型的矩阵表示形式。
7.一种测向系统，其特征在于，所述系统包括：
测向天线阵列，接收无线电信号，并将所述无线电信号经过其各个阵元处理后的基带数字化信号发送给处理器；
存储器，存储计算机可执行指令；
处理器，所述计算机可执行指令在被执行时，使所述处理器执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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