[發(fā)明專利]一種基于相關與最小二乘的信號通道校準方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010151384.2
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111289950B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 金科;賈濱京;劉杰;張昊
• 申請（專利權）人: 南京長峰航天電子科技有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 朱遠楓

1.一種基于相關與最小二乘的信號通道校準方法，其特征在于，包括：

確定待校準通道相對于預先選定的參考通道之間的傳輸延時，根據得到的傳輸延時，完成待校準通道信號延時校準；

采用最小二乘法計算校準通道與參考通道的相位差根據得到的相位差，完成待校準通道信號相位差異校準；

其中確定待校準通道相對于預先選定的參考通道之間的傳輸延時的方法包括：利用AD數字變換將接收到的參考通道和待校準通道的模擬信號采樣量化為各通道數字信號，將各通道采集的數字信號做希爾伯特變換獲得解析信號，對各通道的解析信號進行包絡檢波獲得解析信號的幅度值；基于預先確定的幅度門限值進行檢測；根據過門限的各通道信號的包絡幅度，確定幅度校準系數，

將待校準通道的包絡乘以幅度校準系數完成包絡幅度校準；

將待校準通道接收到的模擬信號經過AD數據變換后的信號乘以幅度校準系數，完成信號幅度校準；

對完成包絡幅度校準后待校準通道信號包絡進行自相關粗延時計算以及利用插值計算精延時，將信號粗延時與精延時相加得到待校準通道相對于參考通道的精確延時；

根據精確延時對完成信號幅度校準后的信號進行待校準通道信號延時校準。

2.根據權利要求1所述的一種基于相關與最小二乘的信號通道校準方法，其特征在于，采用最小二乘法計算待校準通道與參考通道的相位差的方法包括：采用最小二乘法計算各通道初相的方法如下：

確定通道信號數據對應初相的正弦值和余弦值，表達式如下：

X＝(H^TH)^-1H^TY

其中Y為相位于通道信號的原始值，X為一個二維向量，X＝[x(1) x(2)]，其中x(1)為初相對應余弦值，x(2)為初相對應正弦值，

按照以下公式計算對應通道信號數據的相位數據：

θ₀＝(tan^-1(x(2)/x(1)))*180/π；

采用解模糊算法確定對應時刻的相位值，phase表達式如下：

輸出初相值表達式為：其中phase為上式計算得到的相位值。

3.根據權利要求1所述的一種基于相關與最小二乘的信號通道校準方法，其特征在于，對完成包絡幅度校準后待校準通道信號包絡進行自相關粗延時計算的方法如下：

通過擴展延拓操作將待校準通道和參考通道的信號序列長度調整為相同；

對參考通道擴展延拓后的序列直接進行快速傅里葉變換，對于待校準通道，先將擴展延拓后的信號包絡序列進行翻轉，對翻轉后的包絡延拓序列進行快速傅里葉變換；

將參考通道的傅里葉變換結果與校準通道的傅里葉變換結果依次相乘，并對相乘后的序列進行逆傅里葉變換，確定逆傅里葉變換后的序列的幅度序列；

找出逆傅里葉變換后序列幅度最大值對應的位置，并投影到下標投影序列上得到序列校準通道對應于參考通道的粗延時。

4.根據權利要求3所述的一種基于相關與最小二乘的信號通道校準方法，其特征在于，利用插值計算精延時的計算方法如下：

s0＝amp0(k-1)

s1＝amp0(k)

s2＝amp0(k+1)

其中s0、s1、s2為中間變量，amp0()為逆傅里葉變換后的幅度序列；k為幅度序列中最大幅度值對應的位置；fs為信號AD的采樣率。

5.根據權利要求1所述的一種基于相關與最小二乘的信號通道校準方法，其特征在于，對待校準通道信號延時校準之前還包括對于待校準通道信號進行信號幅度校準，所述信號幅度校準的方法如下：

利用AD數字變換將接收到的參考通道和待校準通道的模擬信號采樣量化為各通道數字信號，將各通道采集的數字信號做希爾伯特變換獲得解析信號，對各通道的解析信號進行包絡檢波獲得解析信號的幅度值；基于預先確定的幅度門限值進行檢測；根據過門限的各通道信號的包絡幅度，確定幅度校準系數，

將待檢測通道的數字采樣信號乘以幅度校準系數完成信號幅度校準。