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[发明专利]一种基于过扫描的直线阵低旁瓣波束优化方法-CN202210656854.X在审
发明人：汪勇;李守赐;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-06-08 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G01S15/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于过扫描的直线阵低旁瓣波束优化方法，通过在指向端射方向的加权向量中引入一个额外的延迟可以获得较低的旁瓣。本发明同时给出了窄带和宽带两种情况下的过扫描波束优化方法。对于窄带情况，将旁瓣级与过扫描量的关系进行多项式拟合，可以得到过扫描量‑旁瓣级关系曲线，从该曲线可以很方便的确定所需旁瓣级对应的过扫描量，再进行波束形成即可获得与二阶锥优化方法性能相近的低旁瓣波束。对于宽带情况，可以在窄带情况的基础上获得过扫描量‑间距波长比(d/λ)的拟合多项式，并将各对应的过扫描量带入到波束形成过程中即可得到低旁瓣的波束。相比基于二阶锥规划的波束优化方法，本发明方法过程更简单，计算更方便。
一种基于扫描直线阵低旁瓣波束优化方法

[发明专利]一种均匀圆环阵稳健水下目标方位跟踪方法及系统-CN202211137469.0在审
发明人：侯翔昊;杨益新;张博轩 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-09-19 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01S15/66 文献下载
摘要：本发明公开了一种均匀圆环阵稳健水下目标方位跟踪方法及系统，采用半径为r的P元均匀圆环阵接收目标辐射的窄带声信号；均匀圆环阵上各个传感器将接收到的水声信号转换为电信号，令时间步k＝0，初始化目标状态估计值，均方根误差矩阵，自由度估计值，逆尺度矩阵估计值；根据第k时间步的一步预测目标状态，第k时间步的一步预测均方根误差矩阵，自由度估计值和逆尺度矩阵估计值计算第k时间步目标状态估计值；将第k时间步目标状态估计值的第一项目标方位估计值作为第k时间步的水下目标方位跟踪结果，令时间步k＝k+1，持续对水下目标方位进行跟踪，完成均匀圆环阵稳健水下目标方位跟踪。实现了高精度、稳健且高效率的目标方位跟踪。
一种均匀圆环稳健水下目标方位跟踪方法系统

[发明专利]一种适用于任意阵列的任意阶超增益波束形成方法-CN202210666523.4在审
发明人：汪勇;李霄鹓;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-06-12 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G06F17/15 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于任意阵列的任意阶超增益波束形成方法，首先基于噪声相关矩阵的特征分解，将最优权向量转化为等效形式。然后，在整数最高阶权值系数前增加控制参数，将波束图、阵增益和误差灵敏度函数均表示为该参数的函数。最后，在给定的阵增益或误差灵敏度函数的情况下，可以推导出该参数的闭合表达式，从而合成出最终的稳健超增益波束。本发明公开的方法可以满足在约束条件下获得最优的期望超增益波束，相比于现有技术公开的方法能够适用于任意阵列，应用范围更广泛。
一种适用于任意阵列增益波束形成方法

[发明专利]一种基于数据增强和残差CNN的水声目标识别方法-CN202210910262.6在审
发明人：汪勇;姚琦海;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-07-29 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于数据增强和残差CNN的水声目标识别方法，主要包括提取水声目标MFCC特征、数据增强处理和ResNet18模型识别，充分发挥了数据增强技术的数据扩充优势和残差CNN模型的深层特征挖掘能力，有效识别水声目标。本研究采用DCGAN模型，DCGAN具有优异的生成图像架构，DCGAN判别器通过引入CNN模型可提取到更深层的图片特征，在图像生成和分类上具有较大的优势。分类模型采用具有残差连接的ResNet18模型，本研究在ResNet18模型的基础上，去掉其中的池化层，保留更多水声特征信息，调节网络模型的尺寸，从而与本研究输入的特征图像相适应。本研究在水声目标样本数据相对稀缺的场景中，利用数据增强技术和残差CNN模型，实现了水声目标的有效识别。
一种基于数据增强 cnn 目标识别方法

[发明专利]适用于圆环类阵列的任意阶稳健超指向性波束优化方法-CN202210853516.5在审
发明人：汪勇;李霄鹓;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于圆环类阵列的任意阶稳健超指向性波束优化方法，基于圆环类阵列噪声相关矩阵的分块循环特性进行特征分解，将阵元域最优权值向量可转化为特征波束域最优权值向量。然后，在最高阶的整数阶权值向量前增加系数，调整该系数可以获得任意阶的超指向性。本发明公开的方法克服了仅能获得整数阶超指向性或仅能利用期望波束拟合获得分数阶超指向性指数的不足，得到了更加灵活的任意阶超指向性波束，相比于现有技术公开的方法能够适用于任意形式子阵的圆环类阵列的任意阶稳健超指向性波束优化方法，计算量更小，应用范围更加广泛。
适用于圆环阵列任意稳健指向波束优化方法

[发明专利]利用Mel频率倒谱系数的广义回归神经网络声信号识别方法-CN202210304605.4在审
发明人：汪勇;姚琦海;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-03-21 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G10L17/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用Mel频率倒谱系数的广义回归神经网络声信号识别方法，将MFCC和GRNN相结合，充分发挥MFCC富含声音特征和GRNN非线性拟合的优势，有效识别海豹种类。首先提取声信号的MFCC特征，做FFT和Mel滤波，求出L阶的MFCC，计算倒谱差分参数，进行GRNN模型的测试，其中利用k折交叉验证方法来确定最优扩展因子，该方法将训练数据划分为k折，并将其依次作为验证集用于测试，将得到的最优扩展因子用于GRNN的训练，并对测试声音数据进行识别。信噪比降低对GRNN方法影响最小，在信噪比为5dB以上时，GRNN方法可实现准确识别，在信噪比为0dB时，GRNN方法仍可实现大致识别。
利用 mel 频率谱系广义回归神经网络信号识别方法

[发明专利]一种适用于大孔径水平线阵的声源直接定位方法-CN202010246032.5有效
发明人： 杨益新;王璐;刘雄厚;汪勇 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-03-31 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种适用于大孔径水平线阵的声源直接定位方法，根据大孔径接收阵的阵列构型将其划分为若干个小孔径接收阵，设计基于多簇的阵列结构的信号处理模式，选取声源定位算法，计算得到各簇的空间模糊函数，再通过非相关叠加或者非相关相乘得到最终的空间模糊函数，计算空间模糊函数在这些网格点上的数值，得到二维空间谱并寻找极点，即为目标位置的估计值。本发明在不增加阵元数和不改变原有阵元位置的前提下，通过阵型划分可以有效改善畸变的空间模糊函数，通过簇内相关处理可以自适应地调整簇内各阵列空间模糊函数的权重，使得因高旁瓣叠加导致的虚警概率大大降低，并且有效减少孔径减小后失效波束导致的误判现象。
一种适用于孔径水平线声源直接定位方法

[发明专利]一种基于稀疏贝叶斯学习的相干信号DOA估计方法-CN201910506316.0有效
发明人：杨杰;杨益新;禄婕一 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G01S3/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于稀疏贝叶斯学习的相干信号DOA估计方法，获取接收阵列的输出信号，网格化观测空间，构造超完备阵列流形，结合稀疏表示的思想，将DOA估计问题转化为稀疏信号重构问题，求解如下稀疏矩阵方程，建立稀疏贝叶斯概率模型，采用变分贝叶斯推断方法计算各隐变量的近似后验分布，计算入射信号的DOA估计值。本发明无需预先估计入射信号个数，且不涉及解相干操作，有效地实现相干信号的DOA估计，针对相干信号，所提DOA估计方法的角度分辨能力好，与现有的其它DOA估计方法相比，该方法具有更好的测向精度。
一种基于稀疏贝叶斯学习相干信号 doa 估计方法

[发明专利]一种基于变分贝叶斯推断的互质阵波达方向角估计方法-CN201811053156.0有效
发明人：杨杰;杨益新;禄婕一 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-09-10 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G01S3/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于变分贝叶斯推断的互质阵波达方向角估计方法，利用互质阵对空间信号进行接收采样，根据采样协方差矩阵构造稀疏模型向量，将波达角估计问题转换为线性模型中的稀疏重构问题，绘制幅度谱图，从幅度谱图中找出峰值点所对应的x轴坐标即为所求的波达方向角估计值。本发明避免了传统方法的角度搜索或角度匹配过程，同时采样频率可以低于奈奎斯特采样率，在低快拍数情况下得到较好的估计性能，大大降低了模型维度，在运算量和稀疏重构速度上得到改善，避免了复杂分布形式的直接求解，降低算法复杂度，提高算法收敛速度。
一种基于分贝推断互质阵波达方向估计方法

[发明专利]一种基于恒模算法的阵元位置估计方法-CN201910984972.1有效
发明人： 杨益新;刘砚鸣;杨龙;汪勇 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-10-16 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G01S15/87 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于恒模算法的阵元位置估计方法，根据阵元上的接收信号，以及位于坐标原点处的阵元信息，使用CMA方法估计阵列流形矩阵。求所得阵列流形矩阵的相位信息，利用第二个已知阵元信息，根据相位和角度的关系估计各个声源的入射角。将阵元真实位置表示为平面上某一位置和位置差之和，利用估计的阵列流形、估计的声源入射角及已知阵元位置信息逐个估计其余阵元位置。无需构造代价函数对每个阵元的位置进行网格搜索，计算量不依赖于原始阵元位置，与形变大小无关，简化计算复杂度，提高了运算效率，实现了对信号波达方向和阵元位置的联合估计。
一种基于算法位置估计方法

[发明专利]一种基于多簇的加权MUSIC声源直接定位方法-CN202010246040.X有效
发明人： 杨益新;王璐;刘雄厚;汪勇 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-03-31 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于多簇的加权MUSIC声源直接定位方法，建立多簇的阵列模型，通过簇内相关处理，得到采样协防差矩阵，获取空间模糊函数后，进行簇间非相关融合处理，得到二维空间谱并寻找极点，即为目标位置的估计结果。本发明在接收系统中选择性地构建簇以进行相关处理，充分利用了阵列之间的相关性，定位精度高于分布式直接定位算法，加权MUSIC算法利用各簇的特征结构和接收噪声自适应地调整权值，获得更好的空间相干结构，使系统的目标分辨能力得到提升。
一种基于加权 music 声源直接定位方法

[发明专利]一种基于过扫描的圆环阵低旁瓣波束优化方法-CN202010890410.3有效
发明人： 杨益新;张英豪;汪勇 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-08-29 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G01S15/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于过扫描的圆环阵低旁瓣波束优化方法，通过给定过扫描量，在波束成形操作中引入额外的延迟，使得波束响应旁瓣级降低，既可以实现给定旁瓣级情况时的波束优化，也给出了最优过扫描量选取的指标函数。本发明较二阶锥优化方法计算简单方便，相对于圆环阵MVDR方法旁瓣级有明显降低，且仍具有超指向性。获取的低旁瓣波束与相应旁瓣约束下二阶锥优化得到的波束也较为接近。存在过扫描量时，波束图较不存在过扫描量时的旁瓣级明显下降。通过选取合适的过扫描量，可以实现给定的旁瓣级约束，显著降低旁瓣级，达到预期的性能。选取最优过扫描量时，可以实现在最小水平波束和垂直波束的主瓣展宽下使得水平波束旁瓣级最低。
一种基于扫描圆环阵低旁瓣波束优化方法

[发明专利]一种基于电磁波的海底预置无人系统远程激活方法-CN202210551707.6在审
发明人：王宏磊;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G08C17/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于电磁波的海底预置无人系统远程激活方法，电磁波激活信号的发射天线由海面船只拖曳，发射天线位于海水中，海面船只采用“8字形”航行轨迹，确保发射信号能够被海底预置无人系统接收。电磁波激活信号的工作频段在5～20Hz；发射天线采用水平电偶极子天线。本发明实现海底预置无人系统的远程激活，本发明提出一种基于低频电磁波的激活技术，能够满足海底预置系统远程、可靠、准确、快速激活。
一种基于电磁波海底预置无人系统远程激活方法

[发明专利]一种圆环阵任意阶超指向性波束形成方法-CN202010142632.7有效
发明人：汪勇;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-03-04 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种圆环阵任意阶超指向性波束形成方法，利用阵元域最优权值向量可转化为特征波束域最优权值向量的性质，通过在特征波束域所选取的最高整数阶权值系数前增加控制参数，并结合相邻整数阶之前的所有权值系数，构成可实现任意阶超指向性的权值向量。本发明利用了下述性质克服了仅能获得整数阶超指向性或仅能利用期望波束拟合获得分数阶超指向性指数的不足：阵元域最优权值向量可转化为特征波束域最优权值向量，任意阶超指向性权值向量可由最优权值系数中的低阶和高阶部分组合得到，调整最高整数阶权值系数前的参数可实现任意阶超指向性。
一种圆环任意指向波束形成方法

[发明专利]基于频率分量修正和对角加载的稳健三子阵被动测距方法-CN201910475663.1有效
发明人：刘雄厚;刘佳鹏;孙超;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-06-03 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G01S15/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于频率分量修正和对角加载的稳健三子阵被动测距方法，所提方法使用三子阵波束形成抑制干扰，对各个子阵在目标所在角度上的波束输出进行广义互相关处理，从广义互相关输出中提取多组子带分量并对子带幅度加以修正，同时使用对角加载算法处理子带分量，改善信号频带起伏带来的影响，基于时间维波束形成思想，在时间维扫描以获得优于已有时延估计方法的高精度时延估计结果，最终获得更为稳健的三子阵被动测距结果。本方法所提基于频率分量修正和对角加载的稳健三子阵被动测距方法，可以在接收信号子带幅度起伏影响的条件下获得更稳健的高精度时延估计结果，从而获得优于已有方法的被动测距性能。
基于频率分量修正对角加载稳健三子阵被动测距方法