[发明专利]对多信号进行分离和提取的方法及装置

说明书

本发明公开了一种对多信号进行分离和提取的方法及装置，它涉及通信侦察领域中对多个信号进行测向、数字波束形成、信号分离、自动识别、连续解调的方法和装置。它由天线阵列、天线开关阵、九信道接收机、后处理模块、多信号分离与解调模块、电源等部件组成。它采用基于阵列信号处理的空间谱估计测向技术获取电磁信号的到达方向，通过数字波束形成、盲波束形成方法计算加权向量并设置硬件设备，从而对同时到达的多个同频信号或不同频信号实现空域滤波，并对分离后的多路信号进行自动识别和连续解调输出。它具有干扰抑制度高、处理速度快、成本低、操作维护方便等特点，特别适合用于通信对抗、情报侦察、无线电监测等场合作多信号分离和提取装置。

技术领域

本发明涉及通信侦察领域中一种对多个同频信号或不同频信号进行分离和提取的方法及装置，特别适用于通信对抗、情报侦察、无线电监测、广播电视信号监测等场合作基于阵列信号处理的测向、分离与识别解调的方法及装置。

背景技术

在通信侦察领域中，为了在多信号环境中进行侦收，一般利用天线阵列及后续处理技术形成一定指向的天线波束，达到抑制干扰信号、增强目标信号之目的。目前，天线波束形成技术大多是基于信号到达方向的波束形成方法，它需要估计目标辐射源到达方向或其对应的阵列导向矢量，但在实际应用中，有时候准确估计目标到达方向或阵列导向矢量十分困难，当测向误差增大到一定程度时波束形成的性能将急剧下降，导致难以提取目标信号；另外，现有设备一般只具有单信号提取能力，无法满足复杂电磁环境下同时侦收多个到达信号的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种基于阵列信号处理的对多信号进行分离和提取的方法及装置。本发明利用盲波束形成技术实现多信号分离，克服了常规波束形成方法需要以阵列响应、目标到达方向为先验知识的缺点，因此对系统误差具有较强的稳健性。此外，为了达到快速处理的要求，采用FPGA硬件处理技术完成对幅相校正后的复信号进行实时分离运算、对分离后的多路信号同时进行实时解调等处理。且本发明还具有设备简单、性能可靠、作用距离远、成本低廉等特点。

本发明的目的是这样实现的：

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调制样式判断，完成对多信号进行分离和提取。

一种对多信号进行分离和提取的方法，还可由以下步骤实现：

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；