恭喜江苏均天电子科技股份有限公司郭耀南获国家专利权
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龙图腾网恭喜江苏均天电子科技股份有限公司申请的专利一种基于FPGA实现的低延时波束测向技术获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119514442B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411421168.X,技术领域涉及:G06F30/343;该发明授权一种基于FPGA实现的低延时波束测向技术是由郭耀南;韩光存;张维设计研发完成,并于2024-10-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于FPGA实现的低延时波束测向技术在说明书摘要公布了:本发明提供基于FPGA实现的低延时波束测向技术,包括如下步骤:根据波束测向算法结合具体的硬件参数和指标以及待测飞行目标特征信息建立波束测向仿真数学模型;将建立好的波束测向仿真数学模型转换为FPGA程序;搭建好硬件测试平台,将FPGA程序烧写至FPGA基带板内;按照方向测试流程进行操作,完成方向测试。与现有技术相比,本发明依托FPGA芯片的强大的并行处理能力以及高速时钟大大降低了测向带来的延迟,同时提高了判别方向的分辨率。通过FPGA的应用和精确的数学建模,在测向精度、实时性、系统扩展性和抗干扰能力等方面具有显著优势,能够有效应对复杂的飞行目标测向任务。这使得该技术在航空航天、军事侦察以及无人机等领域具有广泛的应用前景。
本发明授权一种基于FPGA实现的低延时波束测向技术在权利要求书中公布了:1.基于FPGA实现的低延时波束测向方法,其特征在于,包括:S1、获取测试系统的硬件参数和预期达到的技术指标以及待测飞行目标特征信息,确定siglepulse_Author仿真数学模型;S2、将所述硬件参数和技术指标传递给siglepulse_Author仿真数学模型得到阵列波束权值向量以及和差波束比幅向量,其中,所述siglepulse_Author仿真数学模型包括:阵列波束权值向量计算方程、和波束以及差波束计算方程;S3、将建立好的siglepulse_Author仿真数学模型以及获取的波束权值向量转换为FPGA程序,FPGA程序根据飞行目标的应答信号实时获取其方向角度,并将方位参数实时传递给上位机做策略以及互动;S4、将FPGA程序烧写至测向系统的基带板内,按照方向测试流程进行操作,完成方向角度测试;步骤S2包括:依据实际阵列天线参数构建波束导入信号向量;构建均匀线阵的导向矢量方程表示为: ;其中为信号入射方位角,d为均匀线阵之间的间距,M为天线阵元数量,为波长;依据实际阵列天线参数解算和波束权值输出方程; ;其中xit为各个阵元输入信号;当平面波最先到达M-1号阵元,最后到达第0号阵元,相邻两阵元时间延迟为,因此若对各阵元较早到达的信号顺次进行延时等待,即各个阵元信号xt在方向经过的相位补偿后,它们将同相相加,信号强度将增加M倍,其它方向来的不需要的信号或干扰可能只按随机相位叠加,信号强度就较小,在空间滤波意义上方向上的信号就被选择出来,同理,其它信号也通过上述的方法,根据需求设计其它合适的权系数,抑制干扰,输出所期望的信号,若权向量不同则对不同来波方向的信号有不同的响应,从而形成不同的空间波束;依据实际阵列天线参数解算差波束权值输出方程;差波束要求在波束指向处形成零陷,首先以波束指向为中心,关于分别取两个角度和,这两个角度的选取和波束主瓣的3dB截止角度有关,假设3dB主瓣宽度为,则和的方程为: ;结合上式可以得到差波束输出方程: ;同理,也需要将和波束处理为幅度值,即式 ;其中为指向方向的波束权值向量,也可用表示,具体方程如下: ;根据和差波束权值向量解算和差波束比幅输出方程;结合的方程、差波束输出方程、幅度值公式得到和差波束比幅输出方程: ;比幅测向是以差波束与和波束的幅度比作为单脉冲比,利用左右波束的对称性,不局限于阵列本身几何结构的特殊性;将和差波束比幅输出值代入预先拟合好的一次函数找出对应角度值。
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