[发明专利]一种低频正交天线信号检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种低频正交天线信号检测方法及系统。该方法包括步骤：建立低频正交天线的二维信号检测模型，该二维信号检测模型中，低频正交天线的接收信号是方向系数向量函数与发射端信号之积与噪声函数的和，方向系数向量函数是描述低频正交天线辐射场方向性的函数，噪声函数是描述低频正交天线接收噪声的函数；根据已知的接收信号对该二维信号检测模型求解识别发射端信号。本发明的检测效果好，误码率低。

技术领域

本发明属于天线技术领域，更具体地，涉及一种低频正交天线信号检测方法及系统。

背景技术

在甚低频、超低频通信中，由于受大气噪声影响，该频段噪声呈现明显的非高斯特征。采用传统的匹配滤波检测，码元判决时误码率性能会严重下降，而采用信道参数估计的方法，在准确估计噪声模型参数的基础上对码元进行检测，被认为是最优接收。利用α稳定分布、混合高斯分布、Class B噪声模型等对大气噪声进行建模，并采用非线性回归估计、谱估计、马尔科夫链蒙特卡洛算法等对噪声模型参数进行估计，并实现信号检测或判决。

值得注意的问题是，在甚低频、超低频等低频通信中，由于该频段电磁波的波长较长，实际应用中通常采用磁性天线、环天线等接收信号，保证天线尺寸较小的前提下实现有效接收。但是由于单根天线在水平面的方向图存在接收盲区，所以为了实现全向接收，通常采用两根正交放置的天线构成全向天线接收信号。接收信号的方式，现有技术1中选取其中一路信号较强的进行接收；现有技术2中通过前级处理，将一根天线的信号移相π/2，和第二根天线的信号相加，将两根天线信号合成一路信号，对合成后的信号进行检测，合成信号与来波方向和天线的夹角无关。第一种方式，只利用了其中一根天线的信号，并且信号接收的强度并不一定是最大信号接收方向。第二种方式，虽然利用了两根天线的信息，但是需要前级的信号处理，并且合成信号的信噪比变差，接收到的噪声强度是单根天线接收噪声强度的π/2倍。并且现有技术中，接收信号的模型一般都是表示为一维的信号加噪声序列。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种低频正交天线信号检测方法及系统，检测效果好，误码率低。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种低频正交天线信号检测方法，包括步骤：

建立低频正交天线的二维信号检测模型，该二维信号检测模型中，低频正交天线的接收信号是方向系数向量函数与发射端信号之积与噪声函数的和，方向系数向量函数是描述低频正交天线辐射场方向性的函数，噪声函数是描述低频正交天线接收噪声的函数；

根据已知的接收信号对该二维信号检测模型求解识别发射端信号。

进一步地，所述对该二维信号检测模型求解识别发射端信号包括步骤：

分别选取方向系数向量函数、噪声函数中待估计参数的先验分布以及先验分布中的先验信息，对待估计参数进行初始化；

根据已知的接收信号以及待估计参数的先验分布确定待估计参数的后验分布，进而确定发射端信号。

进一步地，选取方向系数向量函数、噪声函数中待估计参数的先验分布为共轭先验分布，以使得待估计参数的后验分布和先验分布在同一分布族。

进一步地，噪声函数采用二维的非高斯噪声模型。

进一步地，二维信号检测模型为：

X_i = f(θ)S_i+N_i , i=1,2,…,N