一种针对声波激励天线的弱信号检测与解调方法技术

一种针对声波激励天线的弱信号检测与解调方法，天线调制方式为FSK调制，检测时，将待检测信号通过Duffing振子，对其输出求功率谱熵值，如果功率谱熵值小于判决门限，即检测到有效信号；解调时，确定有效信号的相位同步点，将信号分别输入两路内置信号频率分别等于载频f1和f2的Duffing振子，计算两路振子在每一码元时间输出的功率谱熵值；如果上路的功率谱熵值大于等于下路，则该码元时刻对应的基带二进制信号为“0”比特，否则为“1”比特；使用巴克码识别器识别帧头，实现解调。本发明专利技术解决了信号微弱与信噪比较低时接收端开销过大、滤波较差、解调效果不佳等问题，灵敏度高，不损伤信号，在低信噪比情况下仍有较好的解调效果。在低信噪比情况下仍有较好的解调效果。在低信噪比情况下仍有较好的解调效果。

【技术实现步骤摘要】
一种针对声波激励天线的弱信号检测与解调方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，涉及信号的调制解调，特别涉及一种针对声波激励天线的弱信号检测与解调方法。

技术介绍

[0002]高频的无线通信相比低频的无线通信有着诸多优势，比如带宽大、通信速率快、延时低、通信成本低等。因此，高频通信在各个领域都有着广泛的应用。但是，高频通信也存在着其固有缺陷，比如高频电磁波穿透性差，在水下、地下和建筑环境中的通信质量差，而且高频电波的绕射能力弱，信号容易被遮挡，容易被捕捉。超低频段(频率范围30
‑
300Hz)的电磁波由于其优异的穿透性能，在相同传播衰减下，可以在水、土壤、岩石、部分金属和大部分建筑材料中传输更远的距离，具有更理想的通信效果。同时，在水下通信，矿井通信等领域，机械天线也都有着极为广阔的应用前景。
[0003]现有的机械天线方案可以划分为两类，机械运动式和声波激励式，机械运动式包括驻极体式和永磁体式。前者依靠驻极体材料做简谐运动，其内的束缚电荷随之运动，从而对外产生辐射。后者靠电机驱动永磁体旋转，从而产生与旋转频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对声波激励天线的弱信号检测方法，基于Duffing振子检测模块实现，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，设置Duffing振子检测模块的内置信号频率等于其中一路载频的频率，并设置其内置信号幅值以及信号功率谱熵值的判决门限；步骤2，将待检测信号通过Duffing振子检测模块，对其输出求功率谱熵值；步骤3，将步骤2得到的功率谱熵值与步骤1中设置的判决门限对比，如果功率谱熵值大于判决门限，说明无有效信号到达，继续进行检测；如果小于判决门限，说明有信号到达，即检测到有效信号。2.根据权利要求1所述针对声波激励天线的弱信号检测方法，其特征在于，所述Duffing振子检测模块由4路Duffing振子组成，4路Duffing振子的初始相位分别0、π/4、π/2和3π/4；所述步骤2，对模块的四路输出分别求功率谱熵值；所述步骤3，如果四路输出的功率谱熵值均大于判决门限，说明无有效信号到达，继续进行检测；如果任一路输出的功率谱熵值小于判决门限，说明有信号到达，即检测到有效信号。3.根据权利要求1所述针对声波激励天线的弱信号检测方法，其特征在于，所述Duffing振子检测模块中，Holmes型Duffing振子的方程表达式为其中，k为阻尼率；
‑
x+x3为非线性恢复力，γcos(ωt)为Duffing振子检测模块内置信号也即系统策动力，γ表示内置信号幅值，ω表示内置信号角频率也即Duffing振子的固有频率，x为输入信号。4.根据权利要求1或2或3所述针对声波激励天线的弱信号检测方法，其特征在于，所述步骤2，功率谱熵值的计算方法为：步骤2.1、通过FFT得到信号的离散傅里叶变换X(ω
i
)，ω
i
为第i个频率点；步骤2.2、计算ω
i
对应的功率谱密度对应的功率谱密度步骤2.3、计算功率谱密度分布函数p(ω
i
)：步骤2.4、计算功率谱熵值H：式中，N表示采样数据点的数量，i的取值范围为[1,N]。5.一种针对声波激励天线的弱信号解调方法，天线调制方式为FSK调制，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，接收有效信号并确定其相位同步点；步骤2，以所述相位同步点为起点，将有效信号分别输入上路的Duffing振子1和下路的Duffing振子2，Duffing振子1的内置信号频率等于载频f1，Duffing振子2的内置信号频率
等于载频f2，计算Duffing振子1和Duffing振子2在每一个码元时间输出的功率谱熵值；步骤3，判决基带信号，将每一个码元时刻得到的两路功率谱熵值进行比较，如果上路的功率谱熵值大于等于下路的功率谱熵值，则该码元时刻对应的基带二进制信号为“0”比特，否则，对应的基带二进制信号为“1”比特；步骤4，使用巴克码识...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，张佳浩，王杰，万维东，高思佳，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：