本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種接收陣列信號的方法和裝置。

背景技術(shù)：

陣列信號的接收處理技術(shù)是通信偵察和測向的核心技術(shù)。目前，陣列信號的接收處理技術(shù)主要是將陣列天線接收到的信號按一定時(shí)差、相位差傳輸至多路接收機(jī)，信號經(jīng)接收機(jī)放大、混頻、濾波后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、解調(diào)等過程。對于多路信號的接收，目前采用多通道接收技術(shù)分別對每一個(gè)通道的信號進(jìn)行放大、混頻、濾波等技術(shù)處理。多通道接收機(jī)占用空間大，需要大量的硬件，并且能耗高。雖然增加陣列信號的通道數(shù)可以提高測向精度，但是陣列信號的通道數(shù)也隨之增加，由4路變?yōu)?路、16路甚至32路，信號通道越多，接收系統(tǒng)就越復(fù)雜，而且陣列信號經(jīng)過多通道接收機(jī)時(shí)引起的附加相移難以定量校正和補(bǔ)償，導(dǎo)致最終測向精度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種陣列信號的接收方法和裝置，以解決現(xiàn)有的多路陣列信號接收機(jī)占用資源多、功耗大、系統(tǒng)復(fù)雜、測向精度較低問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種陣列信號的接收方法，該方法包括：

對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；

將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器。

優(yōu)選地，在在對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制之前，所述方法還包括：

對所述n路天線陣列信號進(jìn)行低噪聲功率放大處理。

優(yōu)選地，在將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號之后，在將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器之前，所述方法還包括：

將所述合成的一路信號進(jìn)行放大處理，將所述放大處理后的信號傳送至所述單通道調(diào)諧器。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

使用所述n組相干時(shí)鐘信號對所述單通道調(diào)諧器輸出的一路信號進(jìn)行同步解調(diào)處理，生成相應(yīng)的n路陣列信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種陣列信號的接收裝置，該裝置包括：

同步正交調(diào)制單元，用于對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；

合成單元，用于將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器。

優(yōu)選地，所述裝置還包括低噪聲放大單元，

所述低噪聲放大單元，用于對所述n路天線陣列信號進(jìn)行低噪聲功率放大處理。

優(yōu)選地，所述裝置還包括放大單元，

所述放大單元，用于將所述合成的一路信號進(jìn)行放大處理，將所述放大處理后的信號傳送至所述單通道調(diào)諧器。

優(yōu)選地，所述裝置還包括解調(diào)處理單元，

所述解調(diào)處理單元，用于使用所述n組相干時(shí)鐘信號對所述單通道調(diào)諧器輸出的一路信號進(jìn)行同步解調(diào)處理，生成相應(yīng)的n路陣列信號。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種陣列信號的接收裝置，其特征在于，所述裝置包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有能夠被所述處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)上述的方法步驟。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的技術(shù)方案，對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器，實(shí)現(xiàn)將n路天線陣列信號轉(zhuǎn)化為一路信號，使得單通道接收機(jī)即可接收n路信號，簡化了陣列信號接收系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)功耗，提升了陣列信號的測向精度。尤其待測的天線陣列信號的數(shù)量越多，優(yōu)勢越明顯，非常適用于測向、偵察等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種陣列信號接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種陣列信號接收裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種陣列信號接收方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一種陣列信號接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思是：為了將n路天線陣列信號轉(zhuǎn)化為一路信號，使得單通道接收機(jī)即可接收n路信號，簡化陣列信號接收系統(tǒng)，節(jié)約系統(tǒng)資源，降低系統(tǒng)功耗，提升陣列信號的測向精度。對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號。

實(shí)施例一

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種陣列信號接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，一種陣列信號的接收裝置，該裝置200包括：

同步正交調(diào)制單元210，用于對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；

合成單元220，用于將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器230。

通過圖1所示的裝置，可知，本發(fā)明的技術(shù)方案，對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器，實(shí)現(xiàn)將n路天線陣列信號轉(zhuǎn)化為一路信號，使得單通道接收機(jī)即可接收n路信號，簡化了陣列信號接收系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)功耗，提升了陣列信號的測向精度。尤其待測的天線陣列信號的數(shù)量越多，優(yōu)勢越明顯，非常適用于測向、偵察等。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置200還包括低噪聲放大單元240，

所述低噪聲放大單元240，用于對所述n路天線陣列信號進(jìn)行低噪聲功率放大處理。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置200還包括放大單元250，

所述放大單元250，用于將所述合成的一路信號進(jìn)行放大處理，將所述放大處理后的信號傳送至所述單通道調(diào)諧器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置200還包括解調(diào)處理單元280，

所述解調(diào)處理單元280，用于使用所述n組相干時(shí)鐘信號對所述單通道調(diào)諧器輸出的一路信號進(jìn)行同步解調(diào)處理，生成相應(yīng)的n路陣列信號。

為了使得本發(fā)明的方案更加清晰，下面舉一個(gè)具體的例子進(jìn)行解釋。圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種陣列信號接收裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述裝置包括n路天線陣列301、n個(gè)低噪聲放大器302、n個(gè)調(diào)制器303、n路合路器304、放大組件305、單通道調(diào)諧器306、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊309、n路信號分離模塊308、n路信號處理模塊307、嵌入信號生成模塊111和相干時(shí)鐘生成模塊110。需要說明的是，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊309、n路信號分離模塊308、n路信號處理模塊307相當(dāng)于圖1中的解調(diào)處理單元280。

陣列信號的接收簡化技術(shù)如圖2所示，n路陣列天線101信號經(jīng)過n路低噪聲放大器102放大后，傳送至n個(gè)調(diào)制器103進(jìn)行調(diào)制，在調(diào)制過程中，通過嵌入信號生成模塊111生成n組正交碼作用在n個(gè)調(diào)制器103，同時(shí)通過相干時(shí)鐘生成模塊110對n路陣列信號進(jìn)行同步處理，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，并將n路同頻率同相位正交陣列信號傳送至n路合路器304進(jìn)行合并，然后通過放大組件105將合成信號進(jìn)行放大處理，然后經(jīng)過單通道調(diào)諧器106進(jìn)行濾波、放大、變頻處理后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊109將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后通過n路信號分離模塊308、n路信號處理模塊307對所述數(shù)字信號進(jìn)行分離和處理，完成天線陣列信號的解調(diào)。實(shí)現(xiàn)將n路天線陣列信號轉(zhuǎn)化為一路信號，使得單通道接收機(jī)即可接收n路信號，簡化了陣列信號接收系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)功耗，提升了陣列信號的測向精度。

天線陣列301：天線按照一定的規(guī)則布陣，有n路天線陣記為n路天線陣列；天線陣列101包含直排陣列、端射陣列、對數(shù)周期偶極天線陣列。天線陣列101的極化方式可為水平極化、垂直極化和±45°極化。

低噪聲放大器302要求一致性好，輸入與輸出相位變化穩(wěn)定。調(diào)制器303包括無源混頻器和高速開關(guān)，混頻器要求晶體管導(dǎo)通時(shí)間在納秒級別，高速開關(guān)要求切換速度在納秒級別。低噪聲放大器302：一種將信號功率放大的元件，因其噪聲系數(shù)很低，故為低噪聲放大器，第n個(gè)低噪聲放大器記為低噪聲放大器n。低噪聲放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有增益、噪聲系數(shù)、輸出三階截點(diǎn)值；

調(diào)制器303是一種將信號進(jìn)行調(diào)制的硬件，本案例中主要指0-π混頻器和高速開關(guān)；

合路器304是一種將多路輸入信號合并成一路信號輸出的元件，主要指標(biāo)為插入損耗和端口之間的隔離度，n路輸入信號的合路器記為n路合路器；

放大組件305是一種將輸入信號放大的組件，組件的主要技術(shù)指標(biāo)為增益、增益平坦度、輸出三階截點(diǎn)值，組件主要由放大器、濾波器等元件組成；

單通道調(diào)諧器306包括混頻、放大、濾波等功能結(jié)構(gòu)。單通道調(diào)諧器306是一種射頻接收組件，只有單個(gè)信號輸入口，經(jīng)過濾波、放大、混頻等元器件后變頻至合適的中頻信號再輸出。調(diào)諧器的主要技術(shù)指標(biāo)有：噪聲系數(shù)、輸入三階截點(diǎn)值、增益、中頻抗拒比、鏡頻抗拒比、本振反向輻射；

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊309用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的硬件；

信號分離模塊308是一種數(shù)字信號處理模塊，用于將調(diào)制合并后的信號進(jìn)行分離，核心技術(shù)為多路信號分離算法；

信號處理模塊307主要用于射頻信號的分析與處理；

所述相干時(shí)鐘生成模塊110產(chǎn)生的時(shí)鐘信號作用于各路陣列信號，其時(shí)鐘頻率不低于陣列信號路數(shù)n與陣列信號頻率f的乘積。相干時(shí)鐘生成模塊110用于生成時(shí)鐘信號，該信號同時(shí)作用于調(diào)制模塊和信號分離模塊，要求同頻率同相位。

嵌入信號生成模塊111用于生成已知的數(shù)字信號，如生成n組正交碼，并同時(shí)對陣列信號進(jìn)行調(diào)制。

天線陣列信號，以4g手機(jī)信號2320mhz～2370mhz為例，單路信號帶寬為50mhz，陣列數(shù)n＝4。低噪聲放大器102選用噪聲系數(shù)不超過2.5db，工作頻率涵蓋2.3ghz～2.4ghz，增益不低于14db的器件。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器303選用無源雙平衡混頻器，使用時(shí)射頻信號接混頻器本振端口，混頻器的中頻端口接調(diào)制信號，如嵌入信號生成模塊311所生成的正交碼組信號，混頻器射頻端口即為輸出調(diào)制信號。

合路器304選用4合1.0°相位差、低插損、高端口隔離度合路器，如mini-circuit公司生產(chǎn)的wp4u+。所述放大組件105主要用于補(bǔ)償調(diào)制后的射頻信號的增益，可選用工作頻率覆蓋2.3ghz～2.4ghz，噪聲系數(shù)小于2.5db，增益大于14db，輸出三階截點(diǎn)值大于30dbm的低噪聲放大器，如triquintsemiconductor公司生產(chǎn)的tqp3m9028放大器。

所述單通道調(diào)諧器306為本實(shí)施例的重要部分，其主要指標(biāo)為噪聲系數(shù)小于12db，增益大于20db，輸入三階截點(diǎn)值大于5dbm，輸出中頻為500mhz，帶寬為50mhz。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊309須為高速采樣ad，采樣速率須滿足抗混疊要求。

所述信號分離模塊308為數(shù)字信號處理模塊，主要由fpga、dsp、arm等器件組成，通過相干時(shí)鐘生成模塊110的時(shí)鐘信號與調(diào)制信號同步，該時(shí)鐘信號頻率應(yīng)不低于1.5ghz進(jìn)行匹配，以保證不同通道的信號互不干擾，且能被準(zhǔn)確分離出來，這需要高性能的硬件去支撐。

所述信號處理模塊307主要由fpga、arm等器件組成，可根據(jù)應(yīng)用需要對信號進(jìn)行解調(diào)、分析。

所述嵌入信號生成模塊311用于生成正交碼組，如walsh碼組，便于后續(xù)信號的分離。

以上只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施案例，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上增加或減少通道數(shù)量，刪減框圖部分結(jié)構(gòu)，如刪去天線陣列301、放大組件305、合成器304，如將信號分離模塊308和信號處理模塊307合并為信號分離處理模塊或者解調(diào)處理模塊。改變陣列信號工作頻率，改變信號帶寬，改變信號中頻頻率等均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例二

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種陣列信號接收方法的流程圖，如圖3所示，

在步驟s110中，對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；

在步驟s120中，將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器。

通過圖3所示的方法，可知，本發(fā)明的技術(shù)方案，對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器，實(shí)現(xiàn)將n路天線陣列信號轉(zhuǎn)化為一路信號，使得單通道接收機(jī)即可接收n路信號，簡化了陣列信號接收系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)功耗，提升了陣列信號的測向精度。尤其待測的天線陣列信號的數(shù)量越多，優(yōu)勢越明顯，非常適用于測向、偵察等。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制之前，所述方法還包括：

對所述n路天線陣列信號進(jìn)行低噪聲功率放大處理。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號之后，在將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器之前，所述方法還包括：

將所述合成的一路信號進(jìn)行放大處理，將所述放大處理后的信號傳送至所述單通道調(diào)諧器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示的方法還包括：

使用所述n組相干時(shí)鐘信號對所述單通道調(diào)諧器輸出的一路信號進(jìn)行同步解調(diào)處理，生成相應(yīng)的n路陣列信號。

需要說明的是，本實(shí)施例中請求保護(hù)的接收陣列信號的方法的各實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)步驟與圖1所示的裝置的工作過程對應(yīng)相同，相同的部分不再贅述。

實(shí)施例三

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一種陣列信號接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述裝置包括存儲(chǔ)器410和處理器420，所述存儲(chǔ)器410存儲(chǔ)有能夠被所述處理器420執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器420執(zhí)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)如圖3所示的方法步驟。需要說明的是，存儲(chǔ)器410和處理器420通過內(nèi)部總線430進(jìn)行通信。

在不同的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器410可以是內(nèi)存或者非易失性存儲(chǔ)器。其中非易失性存儲(chǔ)器可以是：存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器(如硬盤驅(qū)動(dòng)器)、固態(tài)硬盤、任何類型的存儲(chǔ)盤(如光盤、dvd等)，或者類似的存儲(chǔ)介質(zhì)，或者它們的組合。內(nèi)存可以是：ram(radomaccessmemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、易失存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器、閃存。進(jìn)一步，非易失性存儲(chǔ)器和內(nèi)存作為機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

需要說明的是，本實(shí)施例中請求保護(hù)的一種陣列信號接收裝置400的工作過程與圖3所示的方法的各實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)步驟對應(yīng)相同，相同的部分不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對接收的n路天線陣列信號，使用n組正交碼和n組相干時(shí)鐘信號同步進(jìn)行正交調(diào)制，生成同頻率同相位的n路正交陣列信號，所述n≥2；將所述同頻率同相位的n路正交陣列信號合成一路信號，并將所述一路信號傳送至單通道調(diào)諧器，實(shí)現(xiàn)將n路天線陣列信號轉(zhuǎn)化為一路信號，使得單通道接收機(jī)即可接收n路信號，簡化了陣列信號接收系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)功耗，提升了陣列信號的測向精度。尤其待測的天線陣列信號的數(shù)量越多，優(yōu)勢越明顯，非常適用于測向、偵察等。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。