ДФУ (диаграммно-формирующее устройство) на базе БПФ Опции

[Acvarif]

Пытаюсь организовать ДФУ (диаграммно-формирующее устройство) на базе БПФ. Реально все должно работать в ПЛИС на базе ядра FFT от Altera или самописного модуля.
Проблема в том, что пока досконально не представляю себе как все работает. Просьба подправить рассуждения и подсказать чего недостает или может вообще все лажа.
Имеются 64 входные точки (гидроаккустическая антенна 64 отдельных элемента).
В упрощенном виде:
Если сигнал (моночастота 100 кГц, частота выборок 400 кГц) приходит фронтально (под 90 градусов) на все елементы (на антенну) то пропустив его через БПФ (подав все на действительные входы, мнимые входы в 0) на выходе (на действительном и мнимом) получятся по две палки говорящих об амплитуде и фазе входного сигнала. Точнее появятся всплески на двух (из всех 64_х) выходах БПФ
Теперь если представить, что сигнал приходит под другим углом отличным от 90 градусов, то выходной вектор построенный на базе действительной и мнимой частей выхода БПФ будет повернут на другой угол. И появятся всплески на других парах выходов БПФ (глупость наверное). По номерам выходов на которых появятся всплески можно узнать под каким углом приходит сигнал на входы БПФ (тоже глупость наверное).
Подскажите пожалуйста как можно определить угол прихода сигнала на базе выходных данных БПФ?

[almost]

+ обещанная книга.
 STAP.pdf ( 5.62 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 1917

[Acvarif]

+ обещанная книга.

Спасибо. Полезная книжка.

Советую внимательно посмотреть на формулу при формировании ДН и сравнить с дискретным преобразованием Фурье и все станет очевидно.

Дискретное преобразование Фурье
Формула формирования ДН
Это тоже дискретное преобразование фурье.
Получается, что для того, чтобы просканировать лучом в плоскости антенны нужно какждый раз выполнить дискретное (в реале быстрое) преобразование Фурье меняя в формуле тета нулевое. Я правильно понял?
Не врубился что такое Down Convert. Похоже, что снос по частоте вниз (гетеродинирование) - или децимация.

[almost]

Получается, что для того, чтобы просканировать лучом в плоскости антенны нужно какждый раз выполнить дискретное (в реале быстрое) преобразование Фурье меняя в формуле тета нулевое. Я правильно понял?

Да! N лучей, N преобразований.

Также стоит напомнить, что боковые лепестки при использовании прямоугольного окна будут на уровне -13 дБ!
Подумайте ещё по поводу применения оконной функции.

[Acvarif]

Да! N лучей, N преобразований.

Также стоит напомнить, что боковые лепестки при использовании прямоугольного окна будут на уровне -13 дБ!
Подумайте ещё по поводу применения оконной функции.

Спасибо. Потихоньку все проясняется.
Но мне все же подходит вариант с пространственной частотой (один БПФ). Тоесть БПФ по пространству. Имеется в виду, чтобы с помощью БПФ можно было выделить пространственную частоту заполнения точек ПФ и ее фазу. Частота должна дать всплеск на одном из выходов БПФ. Положение всплеска относительно центра укажет на угол прихода волны. С одной стороны положительный с другой отрицательный.
Теперь как это все обставить применительно к готовому модулю в железе - типа корки FFT, например, Altera.
Поскольку в корке ПЛИС (или в опенкорке) БПФ имеются действительный и мнимый входы, то сигналы с каждого элемента антенны (пропущенные через АЦП -> фильтр с дециматором) нужно будет подать на них так, чтобы один был косинусом (на действительный вход), другой синусом (на мнимый вход).
Вопрос в том, что теперь получится на действительном и мнимом выходах БПФ? Я так понимаю на действительном выходе будут два зеркальных всплеска и на мнимом тоже. Сам угол будет известен сразу по максимуму на определенных (по номеру) зеркальных выходах БПФ. Какие действия с ними (с данными полученными на действительном и мнимом выходах БПФ) нужно произвести, чтобы выделить знак угла прихода волны на антенну?
Хотя судя по картинкам всплеск будет только на действительном выходе - тоесть угол можно определить по номеру выхода.

А как тогда со знаком угла?

Сообщение отредактировал Acvarif - Aug 12 2013, 15:07

[KalashKS]

Если вы подаете комплексный сигнал, то БПФ от него не будет симметричным. Должен получиться один максимум, соответствующий углу прихода.

[Acvarif]

Если вы подаете комплексный сигнал, то БПФ от него не будет симметричным. Должен получиться один максимум, соответствующий углу прихода.

Да, действительно так. Добавил картинки выше.
Только как теперь со знаком угла?
Ага!
Отрицательный угол вот

Значит получается номер выхода это сам угол, а знак данных на выходе - это знак угла прихода волны на антенную решетку. Правильно-ли я все понял?

Сообщение отредактировал Acvarif - Aug 12 2013, 15:27

[KalashKS]

Значит получается номер выхода это сам угол, а знак данных на выходе - это знак угла прихода волны на антенную решетку. Правильно-ли я все понял?

Нет, половина отсчетов соответствует положительным углам, половина - отрицательным.

Сообщение отредактировал KalashKS - Aug 12 2013, 15:35