[发明专利]一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法

权利要求书

1.一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，该方法基于迈克尔逊干涉系统实现，测量光受到水表面的调制并被反射，然后与参考光发生干涉，光电转化器件将干涉光信号转换为电信号；

其特征在于，该方法为：

在参考光中引入高频载波，滤除电信号中的直流分量后获得探测信号，对探测信号分别进行一倍载波信号和二倍载波信号混频，得到的两路正交信号，对两路正交信号进行相除，利用反正切算法解调相位，再滤除水表面低频波动，得到水表面微幅波的频率信息，实现水下目标的探测。

2.根据权利要求1所述的一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，其特征在于，该方法具体为：

在参考光中引入高频载波，引入的高频载波的调制度为C、角频率为ω₀、初相位为则滤除电信号中的直流分量后获得的探测信号U(t)为：

令水表面的振动引起的相位为即：

其中，A为探测信号的增益，k为波数，A_n、ω_n、分别为水表面自然波动的振幅、角频率和初相位；A_s、ω_s、分别为水下声源引起的水表面微幅波振幅、角频率和初相位；

对探测信号U(t)分别进行一倍载波信号和二倍载波信号混频，经过低通滤波后得到的两路正交信号U_1c和U_2c：

其中，J₁(C)和J₂(C)分别为一阶贝塞尔函数和二阶贝塞尔函数；

对两路正交信号进行相除，得到

利用反正切算法解调相位再滤除水表面低频波动，得到水表面微幅波的频率信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，其特征在于，利用反正切算法解调相位后，还对解调出的相位进行值域拓展，具体为：

步骤一、利用反正切算法解调n＝1,2,…,N，N为采样的总数据点；

第n次采样得到的解调出的相位为当n等于1时保存当n大于1时执行步骤二；

步骤二、判断是否大于π/2，如果判断结果为是则执行步骤三，否则执行步骤四；

步骤三、判断是否小于如果判断结果为是则执行步骤五，否则执行步骤六；

步骤四、输出并执行步骤七；

步骤五、令并返回步骤二；

步骤六、令并返回步骤二；

步骤七、判断n是否小于N，如果判断结果为是则执行步骤八，否则结束；输出值域拓展后的作为解调相位；

步骤八、令n＝n+1，并返回步骤一。

4.根据权利要求1所述的一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，其特征在于，优选的是，迈克尔逊干涉系统中的激光器(1)和分光镜(5)之间还依次设置偏振片(2)和1/4波片(3)。