恭喜中山大学姜园获国家专利权
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龙图腾网恭喜中山大学申请的专利一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法与系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113947120B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111212268.8,技术领域涉及:G06F18/2131;该发明授权一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法与系统是由姜园;陈婵嫔;王斌设计研发完成,并于2021-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法与系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法与系统,方法通过求解接收阵列不同阵元间接收信号的相位差来构造相位差矢量,将时间前后多段数据的相位差矢量相关系数均值作为检测参数,减少环境干扰的影响,与现有算法相比,本发明提出的方案计算复杂度基本不变,检测效果更优,即没有增加计算复杂度的前提下,保证且提高了阵列信号处理的优势,在低信噪比的情况下检测性能好。
本发明授权一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法与系统在权利要求书中公布了:1.一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:生成多个阵元的高斯白噪声信号; S2:根据所述高斯白噪声信号构造多个连续时间下的噪声信号相位差矢量,根据所述多个连续时间下的噪声信号相位差矢量求解噪声信号相位差矢量相关系数均值; S3:重复步骤S2计算多个噪声信号相位差矢量相关系数均值,所述噪声信号相位差矢量相关系数均值服从正态分布,获取所述噪声信号相位差矢量相关系数均值的均值和标准差; S4:根据S3获取的所述噪声信号相位差矢量相关系数均值的均值和标准差,设置判决门限; S5:输入阵元接收信号; S6:根据所述阵元接收信号构造多个连续时间下的接收信号相位差矢量,根据所述多个连续时间下的接收信号相位差矢量求解接收信号相位差矢量相关系数均值; S7:比较接收信号相位差矢量相关系数均值与步骤S4设置的判决门限; S8:输出判决结果; 步骤S2具体为: 各阵元截取所述高斯白噪声信号Nt=[n1t,n2t,…,nit]T中一段数据量长度为L的信号,式中,以第一个阵元截取的信号为标准,计算第m个阵元与第一个阵元截取的信号的相位差φN-m1,构造相位差矢量ψN=[φN-21,...,φN-m1,...,φN-i1]T,式中,i为阵元数量,i为不小于4的正整数,n1t、n2t、nit分别为第1个阵元的高斯白噪声信号、第2个阵元的高斯白噪声信号和第i个阵元的高斯白噪声信号; 所述多个阵元排列为半径为R的均匀圆阵,只有高斯白噪声信号时,接收信号为: Xt=Nt 以第一个阵元为参考点,第一个阵元接收的高斯白噪声信号的频域傅里叶变换表示为: 令第二个阵元接收的高斯白噪声信号相对于第一阵元的时延为τ,则第二个阵元接收的高斯白噪声信号的频域傅里叶变换表示为: 将XN1ω与XN2ω共轭相乘,得到其共轭乘积YN21ω: YN21ω=|XN1ω|2e-jωτ 第一个阵元和第二个阵元之间的接收的噪声信号在最高频点ω0处的相位差为φN-21: 其中,阵元间的相位差在[-π,π]内; 对其它阵元按上述步骤进行计算得到噪声信号相位差矢量: ψN=[φN-21,...,φN-m1,...,φN-i1]T 截取M段时间连续且无重合的数据量长度为L的信号,构造一组矢量数据: [ψN1,ψN2,…,ψNM] 式中,ψN1、ψN2和ψNM分别为第一段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量; 前后两个噪声信号相位差矢量的相关系数Jcoef计算式为: 式中,ψt1=[φ21,φ31,...,φi1]T代指参与计算的第一个噪声信号相位差矢量,ψt2=[φ'21,φ'31,...,φ'i1]T代指参与计算的第二个噪声信号相位差矢量; 接收噪声数据的相位差矢量ψN1和ψN2的相关系数为: 同理构造一组相关系数: [JN-21,JN-32,…,JN-MM-1] 则噪声信号相位差矢量相关系数均值JN-mean为: 步骤S6具体为: 多阵元均匀圆阵的半径为R,令检测阵列接收一个方位角θ、俯仰角的窄带远场信号st,各阵元的信号增益均为1,则接收信号为: Xt=ASt+Nt 其中,A=Aθ=[a1θ,a2θ,…,aiθ]T是导向矢量,第m个阵元的接收信号是amθ·smt+nmt,对各阵元接收数据都截取长度为L的数据量,以便于后续构造接收信号相位差矢量; 以第一个阵元为参考点,其接收信号的频域傅里叶变换可表示为: 令第二个阵元的接收信号相对参考点的时延为τ,则第二个阵元接收信号的频域傅里叶变换为: 将XS1ω与XS2ω共轭相乘,得到其共轭乘积YS21ω: YS21ω=|XS1ω|2e-jωτ 第一个阵元和第二个阵元之间的接收信号在最高频点ω0处的相位差为φS-21: 其中,阵元间的相位差在[-π,π]内; 对其它阵元按上述步骤进行计算得到接收信号相位差矢量: ψS=[φS-21,...,φS-m1,...,φS-i1]T 截取M段时间连续且无重合的数据量长度为L的信号,构造一组矢量数据: [ψS1,ψS2,…,ψSM] 式中,ψS1、ψS2和ψSM分别为第一段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量; 接收信号数据的相位差矢量ψS1和ψS2的相关系数为: 同理构造一组相关系数: [JS-21,JS-32,…,JS-MM-1] 则接收信号相位差矢量相关系数均值JS-mean为:
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