[發明專利]一種被動合成孔徑目標信號檢測和分辨方法及系統

有效

• 申請號: 201210227963.6
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN103529441A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 趙閃;陳新華;余華兵
• 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
• 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;楊青

1.一種被動合成孔徑目標信號檢測和分辨方法，該方法應用被動合成孔徑技術實現對水下弱目標信號進行有效檢測，所述的方法包含：

步驟101)構造在拖線陣移動下對目標信號的運動多普勒接收模型；

步驟102)依據被動合成孔徑聲納算法利用拖線陣陣列在固定的時間間隔發生相繼兩次運動時，分別對空間位置上重疊部分的水聽器接收的目標信號做互相關平均，即將接收的目標信號進行分時間段處理，分析每相鄰兩次時間段的接收信號，然后對不同時間段各陣元接收的目標信號進行頻域波束形成處理；

步驟103)對頻域波束形成后的輸出分頻帶進行能量積分得到各時間段波束輸出；

步驟104)按拖線陣移動下構建的多普勒接收模型，分別對時間延遲及空間位置移動進行相位估計，并依據得到的相位估計獲取相位修正因子；

步驟105)將分時間段各次相位修正因子用于補償步驟103）的波束輸出，對補償后的波束輸出相干組合累加進而獲得時間方位歷程圖，讀出目標所在方位，將其方位記錄進行處理及判別，實現對目標的檢測。

2.根據權利要求1所述的被動合成孔徑目標信號檢測和分辨方法，其特征在于，所述重疊部分的水聽器的具體重疊數目為拖線陣陣元總個數的一半，且能有效避免由于拖線陣難以維持恒定速度而無法保證連續測量時水聽器的空間位置完全重疊。

3.根據權利要求1所述的被動合成孔徑目標信號檢測和分辨方法，其特征在于，所述相位修正因子為時間延遲估計和空間位置移動相位估計的和。

4.根據權利要求1所述的被動合成孔徑目標信號檢測和分辨方法，其特征在于，所述步驟102）進一步包含如下子步驟：

步驟102-1）依據被動合成孔徑聲納算法利用拖線陣陣列在固定的時間間隔發生相繼兩次運動時，分別對空間位置上重疊部分的水聽器接收信號做互相關平均，即將接收信號進行分時間段處理，分析每相鄰兩次時間段的接收信號；

其中，該步驟還包含采用線譜檢測策略檢測接收的目標信號中的有用的信號；

步驟102-2）然后對不同時間段各陣元接收信號進行頻域波束形成處理。

5.根據權利要求1所述的被動合成孔徑目標信號檢測和分辨方法，其特征在于，所述步驟105）進一步包含如下子步驟：

步驟105-1）依據步驟104）得到的“相位估計獲取相位修正因子”及步驟103）中“各時間段波束輸出”，分時間段處理，將各時間段的相位修正因子與對應時間段波束輸出進行相乘等處理，即完成對“分時間段各次相位修正因子用于補償步驟103）的波束輸出”；

步驟105-2）將上述各時間段的信號進行疊加，即對補償后的波束輸出進行相干組合累加進而獲得時間方位歷程圖；

步驟105-3）再對時間方位歷程圖波束輸出進行檢測，得到目標波束對應方位，具體為：將不同頻帶內目標波束對應的檢測方位進行記錄，將各頻帶內存儲的方位進行二次擬合，根據計算結果計算方位估計方差，將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，則檢測到的水聲目標信號結果屬實，接收到水下目標信號確實含有水聲目標信號，否則檢測結果為虛警，接收到的信號中不含目標信號，綜完成目標信號的檢測和定位。

6.一種拖線陣運動非重疊孔徑的被動合成孔徑目標信號檢測和分辨系統，該系統應用被動合成孔徑技術實現對水下弱目標信號進行有效檢測，所述的系統包含：

接受模型建立模塊，用于構造在拖線陣移動下對目標信號的運動多普勒接收模型；

第一處理模塊，用于依據被動合成孔徑聲納算法利用拖線陣陣列在固定的時間間隔發生相繼兩次運動時，分別對空間位置上重疊部分的水聽器接收信號做互相關平均，即將接收信號進行分時間段處理，分析每相鄰兩次時間段的接收信號，然后對不同時間段各陣元接收信號進行頻域波束形成處理；

第二處理模塊，用于對頻域波束形成后的輸出分頻帶進行能量積分得到各時間段波束輸出；

時空相位修正因子獲取模塊，用于按拖線陣移動下構建的多普勒接收模型，分別對時間延遲及空間位置移動進行相位估計，并依據得到的相位估計獲取相位修正因子；和

運動相位誤差補償及檢測結果輸出模塊，用于將分時間段各次相位修正因子用于補償所述的波束輸出，對補償后的波束輸出進行相干組合累加進而獲得時間方位歷程圖，再由其時間方位歷程圖得到目標波束對應方位，完成目標信號的檢測和定位。