一种相位差稳定的双天线组合接收方法技术

一种相位差稳定的双天线组合接收方法，包括如下步骤：步骤1，将两根磁天线

【技术实现步骤摘要】
一种相位差稳定的双天线组合接收方法


[0001]本专利技术属于通信信号传播领域，特别涉及该领域中的一种相位差稳定的双天线组合接收方法，具体的说是一种双路
MSK
信号组合接收的通信方法
。

技术介绍

[0002]在使用单路天线接收信号的过程中，若接收平台出现方向变动，通常会在来波方向与接收平台天线夹角较小时出现解码失误的情况，而当使用正交组合天线进行信号接收时，两路天线往往由于线圈结构的差别以及信道差异而产生相位差，随着时间的累积，会导致组合信号相位发生跳变，破坏码元结构从而影响译码准确率
。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为解决单根磁天线信号接收时，当来波方向与磁天线夹角较小时信噪比较低
、
无法准确解码，而双路磁天线组合接收时，两路信号存在相位差会出现组合信号相位跳变
、
影响解码准确率的问题
。
提供一种相位差稳定的双天线组合接收方法
。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种相位差稳定的双天线组合接收方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
[0006]步骤1，将两根磁天线
L
型组合放置于匀速转动的接收平台中，分别接收
MSK
信号，对信号逐秒进行计算分析：
[0007]X
磁天线的接收信号为
Hx
，表达式如下：
[0008][0009]上式中，
θ
为信号来波方向，<br/>A
为信号幅度，
ω
c
＝2π
f
c
，
f
c
为中心频率，
t
为时间轴，
Ts
为码元宽度，
RB
为码元速率，
a
k
为第
k
个输入码元，取值为
±1，
φ
k
为第
k
个码元的相位常数，
φ0为信号初始相位，
n
x
(t)
为
Hx
信号环境噪声；
[0010]Y
磁天线的接收信号为
Hy
，表达式如下：
[0011][0012]上式中，
Δφ
为每个单位时间的相位差变化，
n
y
(t)
为
Hy
信号环境噪声；
[0013]步骤2，逐秒修正相位差：
[0014]用对
Hy
信号的相位进行修正，得到修正后的
Hy
信号，其中是由上一秒的
Hx、Hy
两路接收信号计算得到的相位修正因子，
e
为自然常数，接下来通过本秒的
Hx、Hy
两路接收信号求解下一秒的相位修正因子；
[0015]对修正后的
Hx、Hy
两路接收信号求解解析信号，得到复数域的
Hx、Hy
信号，并求解
Hx、Hy
两路接收信号的相关系数
cof
：
[0016][0017]上式中，
cov()
是协方差计算符，
D()
是方差计算符，此时相关系数为复数，
A
为实部，
B
为虚部，对该复数相关系数求相角值
ag
：
[0018]ag
＝
arctan(B/A)
[0019]上式中，
arctan()
为反正切运算符，
ag
是本秒
Hx、Hy
两路接收信号的基础相位差，由于基础相位差范围为
‑
2/
π
～
2/
π
，求解值若小于
‑
2/
π
，则加
π
；若大于
2/
π
，则减
π
，基础相位差与上一秒的
Hx、Hy
两路接收信号计算得到的相位修正因子叠加，就是为下一秒
Hx、Hy
两路接收信号的相位修正因子；
[0020]步骤3，通过二阶
、
四阶矩估计法估算
Hx、Hy
两路接收信号的信噪比：
[0021]假设信号用
S
表示，则信号的二阶量为：
M2＝
E[S
×
S
*
]，上式中，
E[]是数学期望运算符，上标
*
表示共轭；信号的四阶量为：
M4＝
E[(S
×
S
*
)2]，信噪比估计值
SNR
为：
[0022][0023]步骤4，利用
Hx、Hy
两路接收信号的信噪比
、
相关系数，实现通道切换，获得拼接组合信号：
[0024]进行相位修正后，
Hx、Hy
两路接收信号相位差为0°
或
180
°
，当相位差为0°
时，计算两路接收信号相关系数结果为1，当相位差为
180
°
时，计算两路接收信号相关系数结果为
‑1，根据相关系数的结果，将
Hx、Hy
两路接收信号分为
Hx、Hy、
‑
Hx、
‑
Hy
四个通道，一通道对应
Hx
，二通道对应
‑
Hx
，三通道对应
Hy
，四通道对应
‑
Hy
；
[0025]通道切换方法如下：
[0026]初始通道为一通道，当信噪比低于最低门限值，相关系数为正时切换到第三通道
、
相关系数为负时切换到第四通道；
[0027]当信号为二通道，当信噪比低于最低门限值，相关系数为负时切换到第三通道
、
相关系数为正时切换到第四通道；
[0028]当信号为三通道，当信噪比高于最高门限值，相关系数为正时切换到第一通道
、
相关系数为负时切换到第二通道；
[0029]当信号为四通道，当信噪比高于最高门限值，相关系数为负时切换到第一通道
、
相关系数为正时切换到第二通道；
[0030]逐秒对信号进行通道切换，将四个通道信号拼接合成组合信号
。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]使用本专利技术方法拼接合成的组合信号不存在影响准确解码的相位跳变问题，从图2所示的组合信号极坐标图中可以看出信号能量在各来波方向均较为强烈，信噪比相对稳定，受平台方向变动而导致的来波方向变化的影响不大，且切换通道的信号拼接组合方法的计算复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种相位差稳定的双天线组合接收方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将两根磁天线
L
型组合放置于匀速转动的接收平台中，分别接收
MSK
信号，对信号逐秒进行计算分析：
X
磁天线的接收信号为
Hx
，表达式如下：上式中，
θ
为信号来波方向，
A
为信号幅度，
ω
c
＝2π
f
c
，
f
c
为中心频率，
t
为时间轴，
Ts
为码元宽度，
RB
为码元速率，
a
k
为第
k
个输入码元，取值为
±1，
φ
k
为第
k
个码元的相位常数，
φ0为信号初始相位，
n
x
(t)
为
Hx
信号环境噪声；
Y
磁天线的接收信号为
Hy
，表达式如下：上式中，
Δφ
为每个单位时间的相位差变化，
n
y
(t)
为
Hy
信号环境噪声；步骤2，逐秒修正相位差：用对
Hy
信号的相位进行修正，得到修正后的
Hy
信号，其中是由上一秒的
Hx、Hy
两路接收信号计算得到的相位修正因子，
e
为自然常数，接下来通过本秒的
Hx、Hy
两路接收信号求解下一秒的相位修正因子；对修正后的
Hx、Hy
两路接收信号求解解析信号，得到复数域的
Hx、Hy
信号，并求解
Hx、Hy
两路接收信号的相关系数
cof
：上式中，
cov()
是协方差计算符，
D()
是方差计算符，此时相关系数为复数，
A
为实部，
B
为虚部，对该复数相关系数求相角值
ag
：
ag
＝
arctan(B/A)
上式中，
arctan()
为反正切运算符，
ag
是本秒
Hx、Hy
两路接收信号的基础相位差，由于基础相位差范围为
‑
2/
π
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁姿豪，毛云志，赵越，张世田，孙佳欣，彭怀云，刘凯，张红旗，韩逍菲，王辛，刘菊，李富凯，肖旺，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：