寬帶多信號測向技術(shù)

1.快速傅里葉變換

寬帶多信號測向技術(shù)運用快速傅里葉變換可實(shí)現同時(shí)測量多個(gè)信號的方位。在討論寬帶多信號測向技術(shù)之前，有必要簡(jiǎn)要地回顧一下快速傅里葉變換。

快速傅里葉變換是實(shí)施離散傅里葉變換的一種有效而高速的算法，它的基本原理是J.W.Cooley和J.W.Tukey于1965年在貝爾實(shí)驗室提出的。

快速傅里葉變換是一種面向記錄的算法，它的輸入是對被分析的信號取樣所得到的數據，總共有N個(gè)時(shí)域取樣數據。為了簡(jiǎn)化快速傅里葉變換的計算，N被限制為2的乘冪?？焖俑道锶~變換的輸出是離散的復數頻譜，這個(gè)離散的復數頻譜總共有N個(gè)頻域點(diǎn)。但是，這N個(gè)頻域點(diǎn)并不完全獨立，前半部是多余的。因此，快速傅里葉變換的輸出只保留編號為的頻域點(diǎn)。這些復數的頻域點(diǎn)既包含了幅度信息，也包含了相位信息。

增大時(shí)域取樣點(diǎn)數N，也就增大了快速傅里葉變換輸出的頻域點(diǎn)，即提高了快速傅里葉變換的頻率分辨力。但是，這將

2.寬帶多信號測向的基本原理

快速傅里葉變換需要輸入被分析信號的N個(gè)取樣數據。能夠將快速傅里葉變換運用于其中，從而實(shí)現寬帶多信號測向的測向方法，應當屬于數字式測向方法。所謂數字式測向方法，是指這樣一類(lèi)測向方法，測向接收機中的包含有來(lái)波方位信息的中頻信號被數字化，并且根據接收到的來(lái)波的中頻信號的幅度或相位的數值，按照所采用的測向算法進(jìn)行數字運算而求出其到來(lái) 的方向。寬帶多信號測向是快速傅里葉變換同數字式測向方法相結合的產(chǎn)物。在寬帶多信號測向設備中，首先對寬帶測向接收機的中頻信號實(shí)施快速傅里葉變換，得到測向接收機帶內各個(gè)來(lái)波的中頻信號的幅度和相位，然后對每一個(gè)來(lái)波的幅度或相位，執行所采用的測向算法求出每一個(gè)來(lái)波的方位。

3.寬帶多信號測向設備舉例

成都華日通訊技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)了FFT雙通道相關(guān)干涉儀測向設備和FFT單通道相關(guān)干涉儀測向設備?，F以其FFT雙通道相關(guān)干涉儀測向設備為例來(lái)說(shuō)明寬帶多信號測向是如何實(shí)現的。FFT是快速傅里葉變換的英文詞“fast Fourier transform”的縮寫(xiě)詞。

成都華日通訊技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的這種測向設備的測向天線(xiàn)由九個(gè)天線(xiàn)元構成。該測向設備的原理圖如圖1所示。

A0～A8這9個(gè)天線(xiàn)元按角度均勻地分布在一半徑為R的圓周上，且A0位于真北方位。

令天線(xiàn)元A1～A8上的感應電壓相對于天線(xiàn)元A0（天線(xiàn)元A0通常稱(chēng)之為“參考天線(xiàn)元”）上的感應電壓的相位差分別為ψ01，ψ02，…，ψ08。理論上可以證明，這些相位差同來(lái)波的頻率f、方位角α、仰角θ以及測向天線(xiàn)的半徑R有如下關(guān)系式:

令（Φ01，Φ02，…，Φ08）=e，并稱(chēng)之為理論樣本點(diǎn)。若方位角α以1