[發明專利]基于掃描值的接收序列的相位檢測方法

有效

• 申請號: 201580056093.2
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN107078742B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 米羅斯勞·羅貝爾;亞當·考蘭尼
• 申請（專利權）人: 索諾沃姆有限公司
• 主分類號: H03L7/091
• 分類號: H03L7/091
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

本發明涉及一種相位檢測方法(200)，包括以下步驟：接收(201)接收信號(Y)的值(Y₀，Y₁，...，Y_N?1)的接收序列(Y_j)，所述值(Y₀，Y₁，...，Y_N?1)是以已知掃描頻率f_s進行掃描的，其中所述接收信號(Y)是對具有已知發送頻率f_w的發送信號的響應；針對接收序列(Y_j)的每個索引(j)提供(202)正弦序列(S_j)和余弦序列(C_j)，正弦序列(S_j)包括取決于發送頻率和掃描頻率的已知角頻率的連續倍數的正弦值，并且余弦序列(C_j)包括已知角頻率的連續倍數的余弦值；以及基于接收序列(Y_j)與余弦序列(C_j)的標量乘積確定(203)接收信號(Y)的相位實部(U)，并基于接收序列(Y_j)與正弦序列(S_j)的標量乘積確定接收信號的相位虛部(V)。

技術領域

本發明涉及一種用于基于采樣值的接收序列來確定接收信號的相位的相位檢測方法和處理器。

背景技術

當在入口處被已知頻率的輸入信號激勵時，準確地確定傳輸介質出口處的輸出信號的相位對于許多應用是非常重要的。例如，通信工程中的編碼方法中的相位信息可被用來經由通信信道以電、磁或電磁信號的形式發送通信。在材料科學領域，測量聲波的相位提供關于傳輸介質的材料組成的信息。在化學和物理分析系統中，相位檢測器用于確定化學反應中的溫度、密度、相位改變，化學和物理介質中的物體尺寸和液體濃度。在醫學診斷方法中，通過測量被耦合至組織的聲學和超聲波信號的相位來識別組織特征。用于這些目的的應用包括監測身體中的血液循環以識別異常狀況，特別是在腦部和在乳腺超聲檢查中。

圖1示出用于測量脈管102中的聲波的相位關系的系統100的示意圖。系統100包括待測量的具有脈管長度L的脈管102(例如，體細胞、血管或動脈)以及超聲波的發送器101和接收器103。發送器101在脈管102的入口105處將包括相位的已知頻率f₀的超聲波104耦合到脈管102中，其中所述超聲波104傳播并在出口107處被接收器103接收。如從圖1中可以看出，超聲波104包括整數個振蕩周期P以及可以表示為相位差的部分周期。在聲波104的運行時間T_p和相位差之間，以下條件適用：

對于脈管102中的相速度V，一方面以下條件適用：

V＝λ·f₀, (2)

其中f₀表示已知發送頻率，且λ表示脈管102中的波長。另一方面，以下條件對于脈管102中的相速度V適用：

其中K表示脈管的彈性，且ρ表示其密度。因此，可以從相速度V確定脈管102的特性。可以從周期P的量和相位差來確定波長λ，可以借助于已知發送頻率f₀來識別相速度V，能夠借助于相位速度V來表征脈管102的材料特性。

通常，接收器與發送器同步，以便確定相位差并且使用模數轉換器對接收的信號進行采樣。接收的信號的采樣值可以與同步的時間點相關聯，從中可以確定相位差。

然而，測量精度取決于多個系統參數，例如采樣精度、發送信號的設定頻率的精度、聲學信號的耦合和解耦精度、歸因于在脈管端部和脈管壁處的反射的對發送信號的干擾、多普勒效應等。

發明內容

本發明的目的是創建用于在被已知信號特性的發送信號激勵時簡單且精確地確定在傳輸介質出口處的相位的概念。

通過獨立權利要求的特征來實現該目的。其它有利的實施例是從屬權利要求的主旨。