БПФ ОБПФ в звуковизоре Опции

[Acvarif]

Пытаюсь разобраться в математике обработки сигналов звуковизора http://www.cta.ru/cms/f/441553.pdf.
Возникают непонятки. Прошу помочь разобраться.
1. Может у кого имеется скан этой книжки http://urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&b...ok&id=69052
2. К звуковизору Нептун имеются некоторые матвыкладки но сомневаюсь правильно-ли я понимаю данную математику. Матвыкладки на 2_х страницах.
Все построено на ПЛИС. Имеется антенна 48 элементов. В воде через эти элементы излучается ЛЧМ сигнал длительностью 1мс средней частотой 450 кГц, и на эти-же элементы осуществляется прием отраженных сигналов. Далее принятые сигналы с каждого элемента фильтруются цифровым фильтром (частота выборок 600 кГц) и передаются по Ethernet на ПК. На картинках последовательные шаги обработки принятых сигналов.
Не понятны некоторые шаги данной последовательности обработки.
1. Преобразование Фурье входной выборки - тоесть Фурье по частоте. Зачем?
2. Формирование характеристик направленности антенны для каждой спектральной компоненты. Я так понимаю это должен быть БПФ по пространству. Проще говоря БПФ в котором входними элементами являются данные сразу из 48 элементов антенны. Таким образом можно сформировать ДФУ(диаграммно формирующее устройство). Тут вроде понятно, если это действительно так. Сомневаюсь правильн-ли я понял...
3. Корреляционная обработка сигнала в каждом сформированном угловом канале - это тоже понятно. Все деляется для увеличения разрешаюшей способности по дистанции.
4. Квадратурная обработка - что имеется ввиду? Что нужно проделать дальше с сигналами и с какими?

Если кому не сложно, поясните пожалуйста популярно данную математику... Как на ее базе пулучается изображение. В первую очередь зачем в этой цепочке первый пункт?

[serjj]

Некоторые термины для меня новые. Например Wideband beamforming. Нужно почитать... Если не сложно подскажите пожалуйста где про это можно почитать на русском.

Могу сказать где на английском. Optimum Array Processing by Harry L. Van Trees. Там всё что вам нужно.

Каким образом получив данные БПФ каждой выборки в каждом из 48_ми каналов можно сформировать лучи (многолучевую диаграмму направленности)?
Судя из характеристик устройства там организовано 100 лучей по углу места. Тоесть действительно так-таки оно и есть.
Ведь если, например, выполнять последовательно БПФ в одном из 48_ми каналов то последовательно на выходе БПФ будет возникать частотный спектр присутствующий в этом канале.
Кстати не понятно скольки-точечный в этом случае нужет БПФ? То же будет происходить и влюбом другом канале. Но как из этого потом получить лучи, да еще аж 100 штук?

В каждом канале данные бьются на блоки с перекрытием или без. По этим блокам считается fft. В частотной области для каждого частотного индекса по всем каналам считаются лучи в частотной области. Например у нас есть Nfft точек Фурье. Тогда в частотной области делается Nfft shift & sum beamformer'ов для каждого луча. Соответственно для Nb лучей имеем Nfft * Nb beamformer'ов. Если на входе частотного beamformer'а действительный сигнал, то количество вычислений в частотной области падает в 2 раза, т.к. можно использовать свойство симметрии спектра действительного сигнала. Если частотная область является самоцелью, то можно выкинуть ненужные частоты, на которых ничего не анализируется. Иначе полученные в частотной области лучи передаются в ifft, т.е. происходит перевод во временную область.

Размер Фурье зависит от ширины обрабатываемой полосы и габаритов/геометрии антенны. Минимальный размер. Никто не запрещает взять больше с запасом. Но тогда схема становится более инертной, будет хуже работать с короткими/нестационарными сигналами по очевидной причине.

[Acvarif]

Могу сказать где на английском. Optimum Array Processing by Harry L. Van Trees. Там всё что вам нужно.


В каждом канале данные бьются на блоки с перекрытием или без. По этим блокам считается fft. В частотной области для каждого частотного индекса по всем каналам считаются лучи в частотной области. Например у нас есть Nfft точек Фурье. Тогда в частотной области делается Nfft shift & sum beamformer'ов для каждого луча. Соответственно для Nb лучей имеем Nfft * Nb beamformer'ов. Если на входе частотного beamformer'а действительный сигнал, то количество вычислений в частотной области падает в 2 раза, т.к. можно использовать свойство симметрии спектра действительного сигнала. Если частотная область является самоцелью, то можно выкинуть ненужные частоты, на которых ничего не анализируется. Иначе полученные в частотной области лучи передаются в ifft, т.е. происходит перевод во временную область.

Размер Фурье зависит от ширины обрабатываемой полосы и габаритов/геометрии антенны. Минимальный размер. Никто не запрещает взять больше с запасом. Но тогда схема становится более инертной, будет хуже работать с короткими/нестационарными сигналами по очевидной причине.

Спасибо. Книжку нашел https://books.google.md/books?id=K5XJC_fMMA...p;q&f=false Правда пока только онлайн. Надеюсь найду и скачать..
В книге сразу нашел блок схему беамформера
Про разбиение входящих данных по каждому каналу на блоки с перекрытием или без понятно. Далее считаем fft блока в каждом из 48 каналов. Дальше пока не доходит.

Допустим у нас имеется 48 входных каналов V0...V47. На каждый из них поступают данные по выборкам из АЦП. По мере поступления данных они заганяются в буфер по каждому каналу, например 128 штук. Далее по каждому каналу вычисляется 128_точечный БПФ. Тоесть мы получаем 128_точечный частотный спектр буфера по каждому из 48_ми каналов.
Далее

В частотной области для каждого частотного индекса по всем каналам считаются лучи в частотной области.

Не врубаюсь.
Тоесть берутся данные от БПФ блока (128 точек), например первая точка по всем 48_ми каналам и производятся действия называемые "Nfft shift & sum beamformer'ов" Как это можно выразить проще? В документе по прибору сказано вторым пунктом "Фрмирование характеристик направленности антенны для каждой спектральной компоненты"