CN119514464A 基于HLS的Capon谱解相干IP核设计方法及装置 （西安电子科技大学）

基于HLS的Capon谱解相干IP核设计方法及本发明公开了一种基于HLS的Capon谱解相于Capon谱的权重占比，从而使加权后的结果更2通过划分后的子阵得到各子阵与全阵的相关性矩阵，根据各利用HLS工具对Capon功率谱密度和Capo根据阵元数量N和预设空间平滑次数L将接收阵列分为L个子阵，作为划分后的子LM和N之间满足预设第一公式；。根据每个子阵对应的协方差矩阵得到各子阵对应的子阵与全阵的利用空间平滑算法对各子阵对应的加权后的子阵协方差矩阵进行处理，得到计算获取解相干需要的空间角度对应的阵列响应向量，根据所述化目标函数得到解相干需要的空间角度对应的Ca根据解相干需要的空间角度对应的Capon功率谱密度得到解相干后的C;i表示第i个子阵，R表示第i个子阵的协方差矩阵，表示第i个子阵内第o3根据各个子阵对应的协方差矩阵和全阵的协方差矩阵，得到各针对每个子阵，利用第三公式对该子阵对应的协方差矩;述利用空间平滑算法对各子阵对应的加权后的子阵协方差矩阵进行处理，得到计算Capon基于空间平滑算法，利用第四公式对各子阵对应的加权后的子阵协方差矩阵进行处;述解相干需要的空间角度对应的阵列响应向量的表达;其中，表示空间角度θ对应的阵列响应向量，j表示虚数单位，λ表示回波信利用拉格朗日乘子法对阵列响应向量和计算Capon功率谱密度所需的协方差矩阵进行4;最小值，w表示波束形成权向量，w"表示波束形成权向量的共轭转置，R表示计算;;密度所需的协方差矩阵的逆矩阵，表示空间角度对应的阵列响应向量，表示的共轭转置；解相干需要的空间角度对应的Capon功率谱密度中空间角度对应的功率如;划分模块，用于根据阵元数量和预设空间平滑次设计模块，用于通过划分后的子阵得到子阵与全阵的相关性矩阵5[0002]Capon算法是一种基于空间谱估计的信号处理算法，主要用于信号源定位和抑制从而达到定位信号源和抑制干扰的目的。在工程中，Capon算法首先对接收信号进行预处利用HLS工具对Capon功率谱密度和Capon图的生成算法进行封装，得到通用化6[0007]图1为本发明实施例所提供的一种基于HLS的Capon谱解相干IP核设计方法的流程图3为本发明实施例所提供的一种基于HLS的Capon谱解相干IP核设计装置的结构根据阵元数量和预设空间平滑次数L将接收阵列分为L个子阵，作为划分后的M和N之间满足预设第一公式；。[0013]具体的，请参见图2，本发明实施例提供了一种接收阵列中平滑处理取子阵的方案，在实现过程中，需要根据预设空间平滑次数L将含有N个阵元的阵列分为L个子LM和N之间满足预设第一公式。7[0014]单个子阵内阵元数量M要求不小于接收阵列的阵元数量N的一半。预设空间;i表示第i个子阵，R表示第i个子阵的协方差矩阵，n表示第i个子阵内l[0018]S32，根据每个子阵对应的协方差矩阵得到各子阵对应的子阵与全阵的相关性矩;其中，i表示第i个子阵，表示第i个子阵对应的加权后的子阵协方差矩阵，R表示第i个子阵的协方差矩阵，第i个子阵对应的子阵与全阵的相关性矩阵，表8。权后的子阵协方差矩阵，以体现出各子阵关于Capon谱的权重占比。通过平滑消除了相关;其中，i表示第i个子阵，R表示计算Capon功率谱密度所需的协方差矩阵，L表;其中，表示空间角度θ对应的阵列响应向量，j表示虚数单位，λ表示回9[0024]S342，根据预设的优化目标函数得到解相干需要的空间角度对应的Capon功率谱利用拉格朗日乘子法对阵列响应向量和计算Capon功率谱密度所需的协方差矩阵;其中，表示求解相干需要的空间角度对应的Capon功率谱密度;;率谱密度所需的协方差矩阵的逆矩阵，表示空间角度对应的阵列响应向量，表示的共轭转置；;的信号分量保持响应为1。本发明实施例利用该思想[0026]S35，根据解相干需要的空间角度对应的Capon功率谱密度得到解相干后的Capon[0027]具体的，通过步骤S3遍历计算所有解相干需要的空间角度对应的Capon功率谱密公司的Vivado_HLS工具而实现，该Capon功率谱密度和Capon图的生成算法同样可以利用法模块，将其封装为IP核，并导入SystemGenerator中进行调用和集成，剩余算法则在需在调用时输入雷达系统中接收阵列的阵元数量和解相干需要的空间角度，