通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法技术

本申请涉及声音检测领域的一种通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法。该方法包括采用雷达天线波束向安装有双层隔音玻璃的目标墙体区域发射雷达信号；对接收的回波信号进行脉冲压缩处理；提取压缩结果中的波峰，测量波峰对应的距离，并将与雷达到隔音玻璃的距离相等的波峰作为测量点；根据内层玻璃的波峰位置得到内层玻璃的波峰位置对应的复散射观测数据，并持续记录测量点的多个复散射观测数据；根据得到的复散射观测向量采用时间差分干涉原理，得到内层玻璃的径向形变量；对径向形变量采用低通滤波、高通滤波和时频分析处理后，得到目标的声纹、文字和声音。采用该方法获取音源信号隐蔽性好、还原度高、环境适应性强。环境适应性强。环境适应性强。

【技术实现步骤摘要】
通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法


[0001]本申请涉及声音检测
，特别是涉及一种通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法。

技术介绍

[0002]远程获取声音的方法有多种，包括基于电子技术获取远程声音、基于激光技术获取远程声音、基于微波技术获取远程声音等。这些方法虽然可以完成获取远程声音的任务，但是却存在很大的应用局限性。例如，基于电子技术获取远程声音需要在音源附近安装声音接收器，安全性和隐蔽性较差，这就不适合在一些特殊场合的应用；基于激光技术获取远程声音对所基于的镜面反射对光路调整要求很高，导致激光获取远程声音在实验室之外的环境难以实现，而激光干涉获取远程声音虽利用漫反射光线，但对照射物体材质的适应性较差。基于微波技术获取远程声音利用电磁波包络幅度的调制原理，由微波发射、回波接收和音频信号处理三部分组成，可以远距离获取音源信号。然而现有文献所描述基于微波技术获取远程声音仅利用回波幅度信息，探测灵敏度低，难以适应远程获取微弱音源的应用场景；此外由于没测距能力，当场景中存在多个音源时，容易造成干扰与混淆。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法。
[0004]一种通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法，所述方法包括：
[0005]采用雷达天线波束向目标墙体区域发射线性调频雷达信号；所述目标墙体区域安装有双层隔音玻璃，所述双层隔音玻璃包括内层玻璃和外层玻璃。
[0006]对接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行脉冲压缩处理。
[0007]提取脉冲压缩结果中内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰，测量内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的距离；将脉冲压缩波峰对应的距离与雷达到隔音玻璃的距离相等的脉冲压缩波峰作为测量点。
[0008]根据所述内层玻璃的脉冲压缩波峰位置，得到内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据；在预设时间段内持续记录所述测量点的内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据，得到雷达关于内层玻璃的一组复散射观测向量。
[0009]根据所述复散射观测向量采用时间差分干涉原理，得到内层玻璃相对于初始位置的径向形变量。
[0010]根据所述径向形变量依次采用低通滤波、高通滤波以及时频分析的方式处理后，得到目标声纹、目标文字以及目标声音。
[0011]在其中一个实施例中，对接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行脉冲压缩处理，包括：
[0012]对通过接收天线接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行调频解调，
并对得到的信号与所述线性调频雷达信号进行混频和低通滤波，得到去调频解调之后的中频雷达回波信号。
[0013]对所述中频雷达回波信号经过AD转换后得到的数字雷达回波信号进行脉冲压缩处理。
[0014]在其中一个实施例中，对通过接收天线接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行调频解调，并对得到的信号与所述线性调频雷达信号进行混频和低通滤波，得到去调频解调之后的中频雷达回波信号，包括：
[0015]通过接收天线接收所述线性调频雷达信号对应的回波信号。
[0016]对所述回波信号通过雷达接收机进行滤波、去噪、放大以及调频解调处理，得到解调后的雷达回波信号。
[0017]根据所述解调后的雷达回波信号和雷达天线波束发射的所述线性调频雷达信号，采用下变频低通滤波单元进行混频和低通滤波处理，得到去调频解调之后的中频雷达回波信号。
[0018]在其中一个实施例中，对所述中频雷达回波信号经过AD转换后得到的数字雷达回波信号进行脉冲压缩处理，包括：
[0019]对所述中频雷达回波信号进行AD转换，得到数字雷达回波信号。
[0020]将所述数字雷达回波信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩结果；所述脉冲压缩结果的表达式为：
[0021][0022]其中，N
FFT
表示FFT的长度，f
s
表示中频雷达回波信号的AD采样频率，N
T
＝f
s
×
T
p
表示中频雷达回波信号的AD采样点数；τ表示雷达信号从发射、照射到双层隔音玻璃、最后再被雷达接收的双程传输延迟；f0为起始频率，K
f
为调频斜率。
[0023]在其中一个实施例中，提取脉冲压缩结果中内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰，测量内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的距离；将脉冲压缩波峰对应的距离与雷达到隔音玻璃的距离相等的脉冲压缩波峰作为测量点，包括：
[0024]根据内层玻璃、外层玻璃以及雷达的位置坐标，得到内层玻璃和外层玻璃的传输延迟。
[0025]根据脉冲压缩结果、内层玻璃和外层玻璃的传输延迟，得到内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置；内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置分别为：
[0026][0027][0028]其中，为内层玻璃的脉冲压缩波峰位置，为外层玻璃的脉冲压缩波峰位置，round(
·
)表示四舍五入取整运算，τ
I
、τ
O
分别为内层玻璃和外层玻璃的传输延迟。
[0029]测量内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的距离；将脉冲压缩波峰对应的距离与雷达到隔音玻璃的距离相等的脉冲压缩波峰作为测量点。
[0030]在其中一个实施例中，根据所述内层玻璃的脉冲压缩波峰位置，得到内层玻璃的
脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据；在预设时间段内持续记录所述测量点的内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据，得到雷达关于内层玻璃的一组复散射观测向量，步骤中所述内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据的表达为：
[0031][0032]其中，为内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据，为内层玻璃的脉冲压缩波峰位置，τ
I
为内层玻璃的传输延迟；f0为起始频率，K
f
为调频斜率。
[0033]所述复散射观测向量的表达式为：
[0034][0035]其中，为复散射观测向量，prf为雷达重复测量频率，t
n
＝n/prf为不同的时刻值，n为观测次数，为第n次观测到的内层玻璃对应的峰值处的复数散射值。
[0036]在其中一个实施例中，内层玻璃相对于初始位置的径向形变量包括多个观测时刻内层玻璃相对于初始位置的径向形变量。
[0037]根据所述复散射观测向量采用时间差分干涉原理，得到内层玻璃相对于初始位置的径向形变量，步骤中所述每一观测时刻内层玻璃相对于初始位置的径向形变量的表达式为：
[0038][0039]其中，λ为雷达发射信号的电磁波波长，angle()为取复数信号的相位值运算，s为观测序列的下标值。
[0040]在其中一个实施例中，根据所述径向形变量依次采用低通滤波、高通滤波以及时频分析的方式处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过双层玻璃的基于微波干涉的音源获取方法，其特征在于，所述方法包括：采用雷达天线波束向目标墙体区域发射线性调频雷达信号；所述目标墙体区域安装有双层隔音玻璃，所述双层隔音玻璃包括内层玻璃和外层玻璃；对接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行脉冲压缩处理；提取脉冲压缩结果中内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰，测量内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的距离；将脉冲压缩波峰对应的距离与雷达到隔音玻璃的距离相等的脉冲压缩波峰作为测量点；根据所述内层玻璃的脉冲压缩波峰位置，得到内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据；在预设时间段内持续记录所述测量点的内层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的复散射观测数据，得到雷达关于内层玻璃的一组复散射观测向量；根据所述复散射观测向量采用时间差分干涉原理，得到内层玻璃相对于初始位置的径向形变量；根据所述径向形变量依次采用低通滤波、高通滤波以及时频分析的方式处理后，得到目标声纹、目标文字以及目标声音。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行脉冲压缩处理，包括：对通过接收天线接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行调频解调，并对得到的信号与所述线性调频雷达信号进行混频和低通滤波，得到去调频解调之后的中频雷达回波信号；对所述中频雷达回波信号经过AD转换后得到的数字雷达回波信号进行脉冲压缩处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对通过接收天线接收到的所述线性调频雷达信号对应的回波信号进行调频解调，并对得到的信号与所述线性调频雷达信号进行混频和低通滤波，得到去调频解调之后的中频雷达回波信号，包括：通过接收天线接收所述线性调频雷达信号对应的回波信号；对所述回波信号通过雷达接收机进行滤波、去噪、放大以及调频解调处理，得到解调后的雷达回波信号；根据所述解调后的雷达回波信号和雷达天线波束发射的所述线性调频雷达信号，采用下变频低通滤波单元进行混频和低通滤波处理，得到去调频解调之后的中频雷达回波信号。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述中频雷达回波信号经过AD转换后得到的数字雷达回波信号进行脉冲压缩处理，包括：对所述中频雷达回波信号进行AD转换，得到数字雷达回波信号；将所述数字雷达回波信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩结果；所述脉冲压缩结果的表达式为：其中，N
FFT
表示FFT的长度，f
s
表示中频雷达回波信号的AD采样频率，N
T
＝f
s
×
T
p
表示中频雷达回波信号的AD采样点数；τ表示雷达信号从发射、照射到双层隔音玻璃、最后再被雷达
接收的双程传输延迟；f0为起始频率，K
f
为调频斜率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，提取脉冲压缩结果中内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰，测量内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置对应的距离；将脉冲压缩波峰对应的距离与雷达到隔音玻璃的距离相等的脉冲压缩波峰作为测量点，包括：根据内层玻璃、外层玻璃以及雷达的位置坐标，得到内层玻璃和外层玻璃的传输延迟；根据脉冲压缩结果、内层玻璃和外层玻璃的传输延迟，得到内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩波峰位置；内层玻璃和外层玻璃的脉冲压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，金添，黄晓涛，周智敏，范崇祎，李悦丽，安道祥，冯东，陈乐平，辛勤，宋勇平，戴永鹏，陈雨微，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：