[發明專利]一種水聲目標信號檢測和識別方法

無效

• 申請號: 200910242726.5
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101738611A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 陳新華;余華兵;孫長瑜
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539;G01S15/88;G01H3/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本發明屬于水聲信號處理領域，具體涉及一種水聲目標信號檢測和識別方法。

背景技術

在水聲信號處理應用領域中，海上不確知干擾是影響目標聲源檢測和識別的重 要因素，特別對信號處理涉及頻帶寬的情況下影響尤其明顯，因為對大于有用信號 帶寬的頻帶進行處理，相當于大大地減小了輸入信噪比，而對小于有用信號帶寬的 頻帶進行處理，相當于減小了信號處理增益，從而降低了對信號的檢測性能。

目前主要水聲信號處理技術針對特定的頻帶進行，采用能量相干積累和非相干 積累的方法，首先對接收信號能量進行累積，然后根據檢測概率和虛警概率的指標 要求，參照背景干擾的統計大小，設置相應的檢測門限，如能量輸出大于檢測門限， 則有信號，反之，則無信號。

上述方法對需檢測信號形式確知的情況下，對信號的檢測而言通常是有效的， 若對檢測信號形式無任何先驗知識的情況下，主要由于信號的頻帶未知，此時對固 定頻帶的檢測方法性能大大減低，需要進行分頻帶處理，信號處理方法如上所述， 只是分別在不同的頻帶進行，當多個頻帶檢測到信號時，在平穩干擾背景下，可對 檢測結果作出正確的判決，而干擾背景非平穩時，對檢測結果無法判決，甚至會作 出錯誤的判決。

發明內容

本發明的目的在于，為克服干擾背景非平穩時，對檢測結果無法判決，甚至會 作出錯誤的判決的情況，從而提出一種水聲目標信號檢測和識別方法。

為達到此目的，本發明提出一種水聲目標信號檢測和識別方法，基于陣列信號 處理的非平穩干擾背景下未知頻帶目標的檢測、識別方法。它利用目標在信號處理 時間內相對于測量陣的方位具有的相對穩定性，而強干擾背景相對于測量陣的方位 在信號處理時間內是隨機的，通過兩者方位估計結果的差別，經過一定時間的信號 處理后，通過計算測量方位的方差實現對目標信號的檢測、識別，同時該方法的實 現大大降低了虛警概率。

一種水聲目標信號檢測和識別方法，該方法用于對在非平穩干擾背景下未知目 標頻帶的信號進行檢測、識別，利用目標信號在處理時間內相對于測量陣的方位具 有的相對穩定性，而強干擾背景相對于測量陣的方位在處理時間內是隨機的，通過 計算測量方位的方差實現對目標信號的檢測、識別，所述的方法具體包含如下步驟：

(1)對基陣接收信號進行頻域波束形成；

(2)對步驟(1)頻域波束形成后的輸出分頻帶進行能量積分得到不同頻帶的 波束輸出；

其中，步驟(2)是對步驟(1)的波束形成后的頻域輸出進行分頻帶積分，設 積分頻帶個數為L，則步驟(2)輸出由步驟(1)M×N維復矩陣輸出轉變為M×L 維實矩陣，即L個波束輸出；

(3)分別對步驟(2)得到的不同頻帶波束輸出進行檢測，若檢測到信號，計 算出現目標波束對應方位并記錄，需說明的是不同頻帶對應的檢測方位分別進行記 錄；

(4)預設一信號處理時間段，如已處理時間大于預設時間，則執行第(5)步 驟，否則重復步驟(1)(2)(3)；

(5)對各頻帶存儲的方位進行二次擬合，并根據擬合結果計算方位估計方差；

(6)將各頻帶計算的方位估計方差與設定的檢測方差門限進行比較，若小于門 限，則步驟3)檢測到目標信號結果屬實，否則檢測到目標信號的結果為虛警。

所述的步驟(1)，具體包含如下步驟：

1-1)對基元接收信號進行濾波，保留先好處理感興趣的頻帶；

1-2)對各基元接收信號進行頻域波束形成，提高處理增益。

步驟1-1)所述的濾波，只對有效頻帶進行濾波，用于消除無效頻帶對有效頻帶 譜泄露對頻域波束造成影響。

步驟1-2)所述的步驟具體包含如下步驟：