[發明專利]一種基于改進半經典信號分析的微弱信號檢測方法

有效

• 申請號: 202011039187.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112326017B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 李舜酩;庾天翼;陸建濤;馬會杰;龔思琪;王后明
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G06K9/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

1.一種基于改進半經典信號分析的微弱信號檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)獲取強噪聲背景下包含微弱目標信息的振動信號；

(2)對步驟(1)獲取的振動信號進行量子域轉換，便于對量子域中的信號進行降噪處理和微弱目標信號檢測；

(3)對步驟(2)得到的量子域中的信號通過式(3)進行特征提取：

H_h(y)ψ(t)＝λψ(t) (3)

其中，λ是H_h(y)的特征值，ψ(t)是H_h(y)的特征向量；記負特征值數量為N_h，負特征值為-k_nh²，對應的L²標準化特征向量為ψ_nh，n＝1,…N_h；N_h個負特征值對應的特征向量即所提取的量子域信號特征；

(4)利用自相關算法對步驟(3)提取的量子域信號特征進行降噪處理；

自相關算法如式(5)所示：

R_ψnh(τ)＝E[ψ_nh(t)ψ_nh(t+τ)] (5)

其中，R_ψnh(τ)為自相關函數，E[.]是數學期望，t是采樣時間，τ是延遲時間；

當混疊高斯白噪聲信息的特征向量經自相關計算后，能夠實現對量子域特征信號的降噪；

(5)對經步驟(4)降噪后的量子域信號特征進行重構，將量子域信號恢復為時域信號，此信號即為所需微弱目標信號。

2.根據權利要求1所述的基于改進半經典信號分析的微弱信號檢測方法，其特征在于：所述步驟(2)中，量子域轉換通過式(1)所示的薛定諤乘法算子Φ的離散譜公式實現：

其中，H_h(y)是所求離散譜，是普朗克常量，m是粒子在勢中的質量，是拉普拉斯算子，V(x)是薛定諤算子的勢，是2階Sobolev空間；

對式(1)進行簡化和替換，替換為常數h²，替換為薛定諤算子的二階導數，薛定諤算子的勢替換為一維振動信號的幅值，簡化后公式如式(2)所示：

其中，h是SCSA算法參數。

3.根據權利要求1所述的基于改進半經典信號分析的微弱信號檢測方法，其特征在于：所述步驟(5)中，通過式(12)進行信號重構：

其中，y_h(t)是重構后信號，即微弱目標信號。