[發(fā)明專利]一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711478223.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN107948863A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張喜紅;蔡松平;孫小美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西烽火電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H04R3/00
• 分類號(hào): H04R3/00
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置包括：定向天線、定向器以及顯示器；所述定向器包含：接收單元和控制單元；

其中，所述定向天線的射頻輸出端與所述接收單元的射頻輸入端連接，所述接收單元的音頻輸出端分別與所述定向天線的音頻輸入端和控制單元的音頻輸入端連接，所述定向天線的方位信號(hào)輸出端與所述控制單元的方位信號(hào)輸入端連接，所述控制單元的數(shù)據(jù)輸出端與顯示器的數(shù)據(jù)輸入端連接；

所述控制單元包含：依次連接的三相A/D轉(zhuǎn)換模塊、音頻A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA模塊和DSP信號(hào)處理模塊，所述三相A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端作為控制單元的音頻輸入端與所述定向天線的音頻輸入端連接，所述DSP信號(hào)處理模塊的輸出端作為控制單元的數(shù)據(jù)輸出端與所述顯示器的數(shù)據(jù)輸入端連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述三相A/D轉(zhuǎn)換模塊采用SDC2904-2112-D芯片實(shí)現(xiàn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述音頻A/D轉(zhuǎn)換模塊采用AD9780芯片實(shí)現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述FPGA模塊采用EP3C10F256芯片實(shí)現(xiàn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述DSP信號(hào)處理模塊采用TMS320VC5509A芯片實(shí)現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，設(shè)置定向音頻信號(hào)的頻率為f；

所述定向天線，用于接收空間中的射頻信號(hào)，將所述射頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制得到射頻調(diào)制信號(hào)，并將所述射頻調(diào)制信號(hào)發(fā)送給定向器的接收單元，所述射頻調(diào)制信號(hào)與天線掃描的基準(zhǔn)信號(hào)之間存在一個(gè)相位差；

所述定向器的接收單元，用于對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)依次進(jìn)行選頻、變頻、放大和檢波處理，得到帶方位的音頻信號(hào)，并將所述帶方位的音頻信號(hào)分別發(fā)送給控制單元和定向天線；

所述定向天線，還用于將所述帶方位的音頻信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波和鑒相處理，得到模擬方位信號(hào)，并將所述模擬方位信號(hào)發(fā)送給定向器的控制單元；

所述定向器的控制單元，用于將所述模擬方位信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字方位信號(hào)，得到所述射頻信號(hào)的發(fā)射方位信息；

所述定向器的控制單元，還用于將所述帶方位的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)，對(duì)所述帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到采樣數(shù)據(jù)，并對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換得到采樣數(shù)據(jù)的幅頻特性曲線，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的幅頻特性曲線判斷在預(yù)設(shè)的幅度門限范圍內(nèi)是否存在頻率f，若存在，則所述控制單元輸出所述射頻信號(hào)的發(fā)射方位信息，否則，控制單元輸出無有效目標(biāo)信號(hào)的信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在于，

所述控制單元中的三相A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述模擬方位信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字方位信號(hào)，得到所述射頻信號(hào)的發(fā)射方位信息；

所述控制單元中的音頻A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述帶方位的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)，并將所述帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)發(fā)送給FPGA模塊；

所述控制單元中的FPGA模塊，用于對(duì)所述帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到采樣數(shù)據(jù)，并將所述采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP信號(hào)處理模塊；

所述控制單元中的DSP信號(hào)處理模塊，用于對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換得到采樣數(shù)據(jù)的幅頻特性曲線，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的幅頻特性曲線判斷在預(yù)設(shè)的幅度門限范圍內(nèi)是否存在頻率f，若存在，則輸出所述射頻信號(hào)的發(fā)射方位信息，否則，輸出無有效目標(biāo)信號(hào)的信息。

8.一種基于FFT的定向音頻信號(hào)檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述定向音頻信號(hào)檢測(cè)方法包括：設(shè)定定向音頻信號(hào)的頻率f；

定向天線接收空間中的射頻信號(hào)，將所述射頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制得到射頻調(diào)制信號(hào)，并將所述射頻調(diào)制信號(hào)發(fā)送給定向器的接收單元，所述射頻調(diào)制信號(hào)與天線掃描的基準(zhǔn)信號(hào)之間存在一個(gè)相位差；

定向器的接收單元對(duì)所述射頻調(diào)制信號(hào)依次進(jìn)行選頻、變頻、放大和檢波處理，得到帶方位的音頻信號(hào)，并將所述帶方位的音頻信號(hào)分別發(fā)送給控制單元和定向天線；

所述定向天線將所述帶方位的音頻信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波和鑒相處理，得到模擬方位信號(hào)，并將所述模擬方位信號(hào)發(fā)送給定向器的控制單元；

定向器的控制單元將所述模擬方位信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字方位信號(hào)，得到所述射頻信號(hào)的發(fā)射方位信息；

所述定向器的控制單元將所述帶方位的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)，對(duì)所述帶方位的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到采樣數(shù)據(jù)，并對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換得到采樣數(shù)據(jù)的幅頻特性曲線，根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)的幅頻特性曲線判斷在預(yù)設(shè)的幅度門限范圍內(nèi)是否存在頻率f，若存在，則所述控制單元輸出所述射頻信號(hào)的發(fā)射方位信息，否則，控制單元輸出無有效目標(biāo)信號(hào)的信息。