无线电信号的方向估计是无线电侦察的一个十分重要的任务。在电子战中,无线电测向也是电子支援措施(ESM)和信号情报措施的最重要、最有效的技术手段。它目前已有多种技术体系中,空间谱估计是非常重要的一类。作为空间谱估计算法中最具代表性的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法,以其稳定、高分辨、高精度和计算量较小(与极大似然法相比)的优点受到工程界的青睐。另一方面,空间谱估计技术在实际阵列测向系统的应用中,总体仍停留在对实时要求不高的环境,如对雷雨天气的研究和对慢速船舶定位等情况;而在电子侦察、电子对抗以及移动通信等实时敏感领域中的应用还较少。究其原因,主要就是空间谱估计的各种算法具有庞大的运算量,而现有系统的处理速度难以满足实际的要求。近十多年来, 以FPGA(Field Programmable Gate Array)为代表的大规模数字集成电路设计技术的飞速发展,为空间谱估计算法的实时应用打下了坚实的基础。引人入胜的FPGA并行处理技术能否将美妙的MUSIC算法的潜力在工程领域充分挖掘出来,将是一个意义深远而令人期待的构想。这也正是本文研究的重点内容。简单地说,本文将提出一种新颖的片上系统设计,采用FPGA芯片来实现MUSIC算法谱峰搜索环节的工程应用。其中,并行化的设计理念是该设计的最大特点。本文的主要贡献为:提出一种基于8元圆阵的修正预处理方案。通过这种运算量较少的预处理方法,将算法的处理由复数域转换到了实数域,有效降低系统实现的复杂度。提出了基于8元圆阵的谱峰搜索并行分解方法,极大提高系统硬件的处理速度。针对成本和速度的不同要求,特别给出八路并行、四路并行和串行三种情况的硬件解决方案。具体实现时,采用了Altera公司APEX20KE系列不同规格的芯片,利用VHDL语言和Quartus II开发软件平台,对三种方案进行设计、综合和时序仿真。其中,最快的八路并行方案完成一次谱峰搜索的<WP=5>时间成功控制在70us以内,做到了实时实现。通过与已有的阵列信号处理机(基于并行处理的四片DSP构架)的性能对比分析发现,新设计的四路并行方案的系统处理速度可以有效提高30倍,而八路并行方案更达到了近60倍的性能增幅。