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[发明专利]一种密布式MIMO声纳自适应波束形成探测方法-CN201910497431.6有效
发明人：刘雄厚;伍镜蓉;孙超;杨益新;卓颉 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-06-10 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种密布式MIMO声纳自适应波束形成探测方法，该方法首先根据发射分集平滑(TDS：transmission diversity smoothing)特性的解相干效果设计MIMO声纳阵型，其次通过对回波信号进行联合匹配滤波处理，在保留发射阵TDS特性的基础上改善信噪比，继而对联合匹配滤波输出进行自适应波束形成处理，并进一步对自适应波束输出采用频分匹配滤波和发射阵波束形成处理，获得距离维上的带宽合成效果。该方法可以同时改善主动声纳的角度维和距离维探测性能，获得优于传统SIMO声纳的探测效果。
一种密布 mimo 声纳自适应波束形成探测方法

[发明专利]深海环境下利用非同步垂直阵的宽带声源被动定位方法-CN201911027704.7有效
发明人： 杨益新;刘文旭 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-10-28 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种深海环境下利用非同步垂直阵的宽带声源被动定位方法，利用快速傅里叶变换，对N个接收水听器构成垂直阵所接收到的宽带信号进行处理，得到声源辐射的不同频率的信号在不同深度上的强度分布，构成矩阵MK×N；将强度分布矩阵MK×N进行标准化处理，将目标可能存在的区域划分网格，利用代价函数计算出每个网格点——对应声源距离r声源深度d上代价函数的输出值。在距离深度二维网格上取得最大值的某个声源距离和深度是目标位置。本发明不需要同步阵列，阵列水听器信号不要求严格同步，利用被动方式实现深海宽带目标定位，且对目标深度估计精确。
深海环境利用同步垂直宽带声源被动定位方法

[发明专利]基于分层合成Lasso先验模型的离格稀疏贝叶斯DOA估计方法-CN202010053842.9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： 2020-01-17 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G01S3/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于分层合成Lasso先验模型的离格稀疏贝叶斯DOA估计方法，首先根据入射信号在空域内稀疏分布的特点建立稀疏信号模型，其次对模型中各变量进行概率假设构建HSL概率模型，继而采用变分推断算法得到概率模型中未知参数的更新公式，在赋予概率模型中未知参数初值后，以迭代更新的方式对阵列的输出数据进行处理，计算得到模型参数的估计值，最后利用得到的参数估计值，采用一维搜索的方法计算DOA估计值。
基于分层合成 lasso 先验模型稀疏贝叶斯 doa 估计方法

[发明专利]一种基于变分贝叶斯推断的非均匀直线阵波达方向角估计方法-CN201811053164.5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： 2022-09-02 - 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非均匀直线阵波达方向角估计方法，利用变分贝叶斯推断将非均匀直线阵的输出信号迭代插值为一个虚拟均匀直线阵的输出信号，并通过最大后验概率估计来进行信号参数估计，实现波达方向角估计。本发明适用于均匀直线阵部分传感器无法工作(相当于非均匀直线阵)的情况，具有实际应用价值，避免了复杂求解过程，提高算法运行和收敛速度，可用于处理相干信号和空间临近信号，在实际环境中具有更广泛的应用价值。
一种基于分贝推断均匀直线阵波达方向估计方法

[发明专利]一种利用矩阵变换的圆环阵方位估计方法-CN201811637625.3有效
发明人：汪勇;杨益新;朱少豪 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-12-29 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用矩阵变换的圆环阵方位估计方法，首先计算圆环阵的原始阵列流形向量，接着计算得到空间均匀噪声场中噪声协方差矩阵的特征向量，然后利用特征向量和原始阵列流形向量设计出一个新的阵列流形向量，同时利用特征向量对原始数据协方差矩阵进行变换，得到降维的协方差矩阵，最后用设计出的新的阵列流形向量和降维的数据协方差矩阵进行目标方位估计。稳健性高，并且灵活性很高，可以根据不同阶数的结果挑选稳健性较好、估计较优的方位谱。实现了矩阵的降维，计算量大大减小。设计出的阵列流形向量在理论上是一个精确的解析公式。
一种利用矩阵变换圆环方位估计方法

[发明专利]一种基于阶数调整的任意阵超指向性波束优化方法-CN202010463504.2有效
发明人：汪勇;杨益新;马远良 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-05-27 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G01S3/80 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于阶数调整的任意阵超指向性波束优化方法，利用阵元域最优权值向量可转化为不同阶模态域最优权值向量的性质，通过指定指向性因子或误差敏感度函数，求取所需要的阶数，获得优化后的超指向性波束。本发明利用了下述性质克服了没有闭式解或者需要知道误差统计特性或者适用范围有限的不足：阵元域最优权值向量可转化为不同阶模态域最优权值向量，通过调整阶数，可实现给定指向性或稳健性的超指向性波束。有益效果：计算方法更为简单，更少依赖先验信息，适用范围更广。
一种基于调整任意指向波束优化方法

[发明专利]一种MIMO声纳高分辨三维前视成像方法-CN201910497447.7有效
发明人：刘雄厚;孙超;伍镜蓉;杨益新;卓颉 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-06-10 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G01S15/89 文献下载
摘要：本发明提出一种使用MIMO声纳的高分辨三维前视成像方法。通过设计用于三维前视成像的MIMO声纳阵型、正交波形，并在接收端采用水平向大孔径虚拟阵常规波束形成、垂直向高分辨波束形成的处理方式，本发明所提方法可以在与SIMO声纳同尺寸、同工作频段的前提下，获得优于后者的水平向角度分辨率和更优的垂直向成像性能。
一种 mimo 声纳分辨三维成像方法

[发明专利]一种高增益无左右舷模糊的阵列设计方法-CN201910614033.8有效
发明人：雷波;李沛轩;杨益新;汪勇 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-07-09 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种高增益无左右舷模糊的阵列设计方法，利用同样数目的水听器组成所述阵列的尺寸小、增益高、无左右舷模糊的效果，对比现有常规拖曳线列阵有明显改善。
一种增益右舷模糊阵列设计方法

[发明专利]一种基于频率着色处理的宽带能量检测方法-CN201910412836.5有效
发明人：刘雄厚;王聪;孙超;杨益新;卓颉 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-05-17 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： G01S15/88 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于频率着色处理的宽带能量检测方法，对宽带信号频率特征进行着色处理，由于目标的频率特征存在差异，所以着色后会显示不同的颜色，所以本发明利用频率着色的方法对宽带信号进行处理，可获得更高的检测能力。本发明的基本原理和实施方案经过了计算机数值仿真的验证，其结果表明：与传统能量检测的方法相比，本发明所提方法充分利用了宽带输出的频率特征，具有更高的检测能力。
一种基于频率着色处理宽带能量检测方法

[发明专利]一种深海环境下单圆环阵主动三维定位方法-CN201810867956.X有效
发明人：刘雄厚;刘佳鹏;孙超;杨益新;卓颉 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-08-02 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种深海环境下单圆环阵主动三维定位方法，将单个发射换能器和多元圆环阵组成的单基地主动声纳布置于临界深度以下，利用可靠声路径照射目标并利用圆环阵水平波束输出获得水下目标或干扰的回波到达时延、水平方位‑绝对距离二维图和干涉条纹图，利用水平距离‑深度二维匹配的方式获得亮点的水平距离和深度信息，并利用深度对水下目标和水面干扰进行判断，最终筛选出水下目标并给出三维定位结果，即给出水下目标的水平角度、水平距离和深度信息。
一种深海环境圆环主动三维定位方法

[发明专利]一种深海环境下单基地主动声纳低运算量三维定位方法-CN201810867885.3有效
发明人：刘雄厚;刘佳鹏;孙超;杨益新;卓颉 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-08-02 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明涉及深海环境下单基地主动声纳低运算量三维定位方法，将单个发射换能器和多元接收阵组成的单基地主动声纳布置于临界深度以下，用可靠声路径照射目标并利用多元阵水平波束输出获得水下目标或干扰的回波到达时延、水平方位‑绝对距离二维图和干涉条纹，利用回波时延对多条离线计算的水平距离‑深度模糊曲线一维搜索、沿着水平距离‑深度模糊虚线进行条纹频率一维匹配的方式，获得亮点的水平距离和深度信息，利用深度对水下目标和水面干扰进行判断，筛选出水下目标并给出三维定位结果，即给出水下目标的水平角度、水平距离和深度信息。利用本发明所提出的深海环境下利用单基地声纳主动定位的方法可以使用较小的运算量对水下目标进行三维定位。
一种深海环境基地主动声纳运算量三维定位方法

[发明专利]双基地声纳强直达波干扰下目标微弱散射信号检测的方法-CN202010180731.4有效
发明人：雷波;张遥;杨益新 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-03-16 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G01S15/88 文献下载
摘要：本发明涉及一种双基地声纳强直达波干扰下目标微弱散射信号检测的方法，是一种对水下入侵目标前向散射导致声场异常的检测方法，其有益效果体现在：本方法基于广义似然比检验，实现了强直达波干扰下的双基地声纳系统对水下目标散射信号进行检测，取得了较大的检测增益；相比现有方法，该方法针对多径传播环境设计，更加贴合实际应用场景，从而使得接收端最少仅需单个水听器即可实现水下目标检测；该方法预先完成对两种假设条件下的多径时延估计后，即可以实现对目标散射信号的准实时检测。
基地声纳直达干扰目标微弱散射信号检测方法

[发明专利]一种弯曲水听器阵列的阵元位置校准方法-CN201811378842.5有效
发明人： 杨益新;杨龙 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-11-19 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种弯曲水听器阵列的阵元位置校准方法，根据位置已知的前Mc个水听器，将基阵均匀划分成D个子阵，利用第一个子阵进行目标方位估计，通过阵元间距信息剔除候选位置中的错误位置，最终得到第d个子阵第m个阵元的坐标为其中|| ||表示向量l2范数，||表示绝对值运算。解决当阵形严重变形失配时，失配阵列(如拖线阵与海底固定式)的阵形校准问题。
一种弯曲水听器阵列位置校准方法

[发明专利]一种基于解卷积的MIMO声纳距离旁瓣抑制方法-CN202010083253.5有效
发明人：刘雄厚;孙超;魏焘;杨益新;卓颉 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-02-08 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： G01S15/89 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于解卷积的MIMO声纳距离旁瓣抑制方法，所提方法根据MIMO声纳所用正交波形设计最优点扩散函数，利用最优点扩散函数和Richardson‑Lucy算法对波束输出绝对值进行解卷积处理，从而有效抑制MIMO声纳成像结果中的距离旁瓣。与传统MIMO声纳成像方法相比，本发明所提基于解卷积的MIMO声纳距离旁瓣抑制方法可显著降低成像输出中的距离旁瓣。
一种基于卷积 mimo 声纳距离抑制方法

[发明专利]改进维纳滤波器及基于该滤波器进行目标方位的估计方法-CN201810526706.X有效
发明人： 杨益新;夏麾军;马远良;韩一娜 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-05-29 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： G01S3/805 文献下载
摘要：本发明涉及一种改进维纳滤波器及基于该滤波器进行目标方位的估计方法，结合波束形成器在空域抑制噪声的能力和改进维纳滤波器在时域抑制噪声的能力，提出将接收数据先通过改进维纳滤波器，在时域上获得一定的增益，再通过波束形成器获得目标方位估计，这种方法称为beamforming after tradeoff filter(BATF)。通过控制改进维纳滤波器的参数，有效地控制信号失真和噪声抑制，使得改进维纳滤波器的输出信号在波束形成器对信号失真容忍度的范围内，从而获得最佳的输出，并且使得目标方位估计的均方根误差减小，降低了目标方位估计的信噪比门限，克服了现有方法在低信噪比下目标方位估计性能下降的问题。
改进滤波器基于进行目标方位估计方法