[发明专利]一种无线无源声表面波传感器的超分辨率测量方法

权利要求书

1.一种无线无源声表面波传感器的超分辨率测量方法，包括以下步骤：

步骤一：接收回波信号，将回波信号均等划分为若干子信号，提取有用子信号，并甄别接收信号是否收到干扰，若有干扰，则重新接收回波信号，无干扰，则进入步骤二；

步骤一的具体步骤为：

1-1)接收最新的回波信号样本，将回波信号X均等分为20份子信号X₁,X₂,...,X₁₉,X₂₀，求出每份子信号的标准差，将X₁的标准差σ₁作为标准，且令j＝0，N＝0；

1-2)令j＝j+1，判断j21是否成立，若j21成立，则继续判断σ_j≥0.707σ₁是否成立，σ_j表示第j份子信号X_j的标准差，若σ_j≥0.707σ₁成立，则N＝N+1，记录n_N＝j，n_N表示第N个有用子信号的位置，第N个有用子信号X′_N＝X_j,并返回步骤1-2)，若σ_j≥0.707σ₁不成立，则直接返回步骤1-2)；若j21不成立，则执行步骤1-3)；

1-3)令q＝2，执行步骤1-4)；

1-4)判断N≥2是否成立，是，则执行步骤1-5)；否，则做出信号接收不正常的判断，并返回步骤1-1)；

1-5)若q≤N，判断n_q＝n_q-1+1是否成立，若成立，则令q＝q+1，返回步骤1-5)，不成立，则做出回波信号受到干扰的判断，并返回步骤1-1)；若qN，则令m＝1，并执行步骤二；

步骤二：建立数学模型，利用凸优化，对有用子信号进行频率估计；

步骤三：利用概率论的原理，确定回波信号的频率，完成超分辨率测量。

2.根据权利要求1所述的无线无源声表面波传感器的超分辨率测量方法，其特征在于，所述步骤1-1)中，回波信号X均等分后若存在多余样本点时，则将多余样本点直接去掉。

3.根据权利要求1所述的无线无源声表面波传感器的超分辨率测量方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤为：

2-1)判断m≤N是否成立，若成立，则执行步骤2-2)，若不成立，则执行步骤2-4)；

2-2)令变量x＝X′_m，按照下式求解凸优化问题，得到c的最优解，

subject to

其中subject to表示约束条件，是为了约束c和Q的范围，代表半正定矩阵；表示目标函数，c是一个列向量变量，c^*表示c的共轭转置，当x和c的内积的实部取最大值时，c的取值就是最优解向量；Q_a,a+b表示矩阵Q的第a行第a+b列，表示所构造的Hermitian矩阵Q需要满足主对角线元素之和要为1，其他对角线元素之和为0；c∈C^L，C^L表示长度为L的数组，c∈C^L意思是：c属于长度为L的一位一维数组变量；Q∈C^L×L，Q是大小为L*L矩阵变量；然后执行步骤2-3)；

2-3)寻找使|1-|c_s||(s＝0,1,...,L-1)取得最小值的c_s并记为c′_s，令w_m＝arccos(realc′_s)，m＝m+1，返回步骤2-1)；

2-4)令k＝0，执行步骤三。

4.根据权利要求3所述的无线无源声表面波传感器的超分辨率测量方法，其特征在于，所述步骤三的具体步骤为：

3-1)将所有w_m(m＝1,2,...,N)组成集合W，执行步骤3-2)；

3-2)令k＝k+1，依四舍五入原则对集合W中每位元素保留k位小数，组成新的集合Ω，执行步骤3-3)；

3-3)判别集合Ω中，是否存在相同元素，若是，则执行步骤3-4)；若否，则执行步骤3-5)；

3-4)选取集合Ω中出现频数最多的数值Ω_{max f}，并在集合Ω中找出数值Ω_{max f}对应的所有元素Ω_f，从集合W中挑出与所有Ω_f对应的元素w_f，组成新的集合W′，令W＝W′，返回步骤3-2)；

3-5)选取集合W中的第一个元素w₁作为声表面波回波信号数字频率的估计值