[发明专利]对多信号进行分离和提取的方法及装置

权利要求书

1.一种对多信号进行分离和提取的方法，其特征在于包括步骤：

①利用数字化校正技术消除多路接收通道之间的幅度和相位差异，在系统工作时，控制天线开关阵分别将天线阵列接收信号和校准信号馈入九信道接收机，通过对两次采样数据的处理计算，实时校正多路接收信道的幅度相位不一致性；

②利用空间谱估计参数谱测向算法的代价函数，对整个方向空间以大的角度间隔进行搜索，得到入射信号的粗略方向，再以小的角度间隔进行搜索，精确估计信号的到达方向；

③利用线性约束最小方差波束成形算法或特征空间波束成形算法实现空域滤波，提取指定方向的目标信号，抑制其他方向的干扰信号；

④对空域滤波后的信号进行样式识别和参数估计，设置解调器工作参数完成解调；利用能量中心搜索法估计信号中心频率，并将占总能量80％的频段宽度定为信号带宽；识别调制样式时，首先根据信号包络分为恒包络、非恒包络两类，再分别依据信号带宽和能量分布作出判断，完成对多信号进行分离和提取。

2.一种对多信号进行分离和提取的方法，其特征在于包括步骤：

①利用数字化校正技术消除多路接收通道之间的幅度和相位差异，在系统工作时，控制天线开关阵分别将天线阵列接收信号和校准信号馈入九信道接收机，通过对两次采样数据的处理计算，实时校正多路接收信道的幅度相位不一致性；

②采用特征矩阵联合对角化或快速定点或恒模三种盲波束形成算法实现多个同频信号或不同频信号的分离，采用相位约束技术解决更新分离加权向量时会出现的相位不连续，利用相邻两次加权向量的相关性实现对同一信号的连续跟踪和解调监听；

③对分离后的信号进行样式识别和参数估计，设置解调器工作参数完成解调；利用能量中心搜索法估计信号中心频率，并将占总能量80％的频段宽度定为信号带宽；识别调制样式时，首先根据信号包络分为恒包络、非恒包络两类，再分别依据信号带宽和能量分布作出判断，完成对多信号进行分离和提取。

3.一种对多信号进行分离和提取的装置，它包括天线阵列(1)、天线开关阵(2)、电源(6)，其特征在于：还包括九信道接收机(3)、后处理模块(4)、多信号分离与解调模块(5)；其中天线阵列(1)包括9个天线阵元，九信道接收机(3)包括9路信道；天线阵列(1)的9个天线阵元分别连接天线开关阵(2)入端12至20脚，天线开关阵(2)的出端1至9脚分别连接到九信道接收机(3)入端1至9脚，九信道接收机(3)的出端11至19脚分别与后处理模块(4)的入端1至9脚、多信号分离与解调模块(5)的入端1至9脚并联连接，天线开关阵(2)的入出端11脚与后处理模块(4)的出入端11脚、多信号分离与解调模块(5)的出入端11脚并联连接，九信道接收机(3)的入出端20脚与后处理模块(4)的出入端10脚、多信号分离与解调模块(5)的出入端10脚并联连接，九信道接收机(3)的出端10脚连接到天线开关阵(2)的入端10脚，电源(6)的出端+/-V电压端与各部件电源端并联连接；

天线阵列(1)的9个天线阵元接收电磁波信号输入天线开关阵(2)，天线开关阵(2)根据后处理模块(4)、多信号分离与解调模块(5)的控制指令，将天线阵列(1)接收的电磁波信号馈入九信道接收机(3)、或将九信道接收机(3)产生的校准源信号经过天线开关阵(2)再输入至九信道接收机(3)，九信道接收机(3)根据后处理模块(4)、多信号分离与解调模块(5)的控制指令，对天线阵列(1)输入的电磁波信号进行滤波、放大、变频，转换为9路中频信号，9路中频信号输入至后处理模块(4)或多信号分离与解调模块(5)，在后处理模块(4)中完成9路中频信号的A/D变换、Hilbert变换、幅相校准、测向和基于数字波束形成的多信号分离，在多信号分离与解调模块(5)中完成9路中频信号的A/D变换、Hilbert变换、幅相校准和多信号分离、识别与解调，电源(6)提供各部件工作电压；

九信道接收机(3)包括第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)、本振及分路器(8)、校准源(9)，其中，天线开关阵(2)的出端1至9脚分别连接到第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)的入端1脚，将天线阵列(1)接收的电磁波信号馈入第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)，本振及分路器(8)的出端1至9脚分别连接到第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)的入端2脚，为下变频通道(7)提供第一、二、三本振信号，校准源(9)的出端1脚连接到天线开关阵(2)的入端10脚，为天线开关阵(2)提供校准信号，第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)的出端4脚与后处理模块(4)、多信号分离与解调模块(5)入端1至9脚连接，第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)将天线阵列(1)接收的电磁波信号与本振及分路器(8)输出的一、二、三本振信号进行混频，混频后的中频信号输出至后处理模块(4)、多信号分离与解调模块(5)，后处理模块(4)的出入端10脚、多信号分离与解调模块(5)的出入端10脚通过控制总线分别与第1至第9路下变频通道(7-1至7-9)的入端3脚、本振及分路器(8)的入出端10脚、校准源(9)的入出端2脚连接，分别控制信道衰减值、本振频率、校准信号的频率及衰减值；

多信号分离与解调模块(5)包括9路A/D同步采样模块(10)、9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)、第1、第2多信号分离解调模块(12-1、12-2)、PC机单元(13)、系统监控模块(14)，其中9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)的出端10脚连接到9路A/D同步采样模块(10)的入端10脚，为9路A/D采样提供时钟信号，九信道接收机(3)的出端11至19脚连接到9路A/D同步采样模块(10)的入端1至9脚，9路A/D同步采样模块(10)对九信道接收机(3)输出的9路中频信号进行9路A/D同步采样，9路A/D同步采样模块(10)的出端11至19脚连接到9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)的入端1至9脚，9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)对9路A/D同步采样模块(10)输出的9路中频数字信号进行Hilbert变换、幅相校准、对经过幅相校准的信号进行存储，9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)的出端11脚通过数据总线分别并接到第1、第2多信号分离解调模块(12-1、12-2)的入端1脚，将9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)中存储的经幅相校准后的多路采样数据输入至第1、第2多信号分离解调模块(12-1、12-2)，完成多信号分离、识别与解调，PC机单元(13)通过控制总线分别并接到9路Hilbert/相位校正/存储模块(11)的入出端12脚、第1、第2多信号分离解调模块(12-1、12-2)的入出端2脚、系统监控模块(14)的入出端1脚，对其工作进行控制，并实现数据读写，系统监控模块(14)的出入端2脚连接到九信道接收机(3)的入出端20脚，完成信道控制，系统监控模块(14)的出入端3脚连接到天线开并阵(2)的入出端11脚，控制天线开关阵(2)完成信号切换，第1、第2多信号分离解调模块(12-1、12-2)各出端3、4、5、6脚将分离、提取并解调后的四路音频信号传送至于外部设备进行监听；

后处理模块(4)包括9路A/D采样模块(16)、9路A/D数据幅相校准模块(17)、第1至第3数据存储模块(18-1至18-3)、监控处理计算机(19)、监控模块(20)，其中9路A/D数据幅相校准模块(17)的出端10脚连接到9路A/D采样模块(16)的入端10脚，为九路A/D采样提供时钟信号，九信道接收机(3)的出端11至19脚连接到9路A/D采样模块(16)的入端1至9脚，9路A/D采样模块(16)对九信道接收机(3)输出的9路中频信号进行9路A/D同步采样，9路A/D采样模块(16)的出端11至19脚连接到9路A/D数据幅相校准模块(17)的入端1至9脚，对九路采样数据进行Hilbert变换和幅相校正处理，9路A/D数据幅相校准模块(17)的出端11脚通过数据总线分别并接到第1至第3数据存储模块(18-1至18-3)的入端1脚，对幅相校准后的数据进行存储，监控处理计算机(19)通过控制总线分别并接到9路A/D数据幅相校准模块(17)的入出端12脚、第1至第3数据存储模块(18-1至18-3)的入出端2脚、监控模块(20)的入出端1脚，对其进行控制，并实现数据读写，监控模块(20)的出入端2脚连接到九信道接收机(3)的入出端20脚，控制其工作参数，监控模块(20)的出入端3脚连接到天线开关阵(2)的入出端11脚，控制其完成信号切换。