[發(fā)明專利]一種基于引導(dǎo)信號(hào)修正的時(shí)域干擾抵消方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810008715.X
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN110007296B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭恩明;陳新華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01S7/537
• 分類號(hào): G01S7/537
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

本發(fā)明公開了一種基于引導(dǎo)信號(hào)修正的時(shí)域干擾抵消方法，所述方法包括：采用線列陣實(shí)際錄取的海洋噪聲n′_k(t)作為引導(dǎo)信號(hào)，得到干擾抵消后數(shù)據(jù)；由此計(jì)算引導(dǎo)信號(hào)在掃描角度θ上輸出能量P_y′,n(θ)；以P_y′,n(θ)作為修正因子對(duì)線列陣干擾抵消后的輸出能量進(jìn)行修正。本發(fā)明利用模擬背景噪聲作為引導(dǎo)信號(hào)對(duì)時(shí)域干擾抵消方法進(jìn)行修正，相比原時(shí)域干擾抵消方法，本發(fā)明方法校正了其形成“寬凹”或“凸”形波束，縮小了線列陣波束形成輸出信號(hào)能量差異，降低了原時(shí)域干擾抵消方法對(duì)衰減方位區(qū)間內(nèi)目標(biāo)探測性能影響，提高了時(shí)域干擾抵消方法抗干擾性能和探測性能，為提高時(shí)域干擾抵消方法的性能提供一種可行方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲納信號(hào)處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于引導(dǎo)信號(hào)修正的時(shí)域干擾抵消方法。

背景技術(shù)

在線列陣接收數(shù)據(jù)中，真實(shí)目標(biāo)信號(hào)往往會(huì)被強(qiáng)干擾所掩蓋，使得目標(biāo)探測與跟蹤非常困難。研究如何抑制強(qiáng)干擾，提高對(duì)弱目標(biāo)的探測能力顯得尤為重要，尤其是當(dāng)存在寬帶干擾時(shí)。

在抵消寬帶干擾，阻塞矩陣方法因運(yùn)算量小，常被工程應(yīng)用，本發(fā)明方法最早被用于解決波束形成中協(xié)方差矩陣估計(jì)時(shí)的信號(hào)混入問題，然后被用于干擾抑制方面的研究，此后又被稱為干擾阻塞方法(本發(fā)明在時(shí)域上對(duì)干擾進(jìn)行處理，又稱其為“時(shí)域干擾抵消方法”)。干擾阻塞方法是通過阻塞矩陣實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)知方位干擾抑制，會(huì)對(duì)線列陣接收數(shù)據(jù)造成一定自由度損失，改變了線列陣接收信號(hào)原始形態(tài)，在部分區(qū)間降低了對(duì)目標(biāo)的探測性能。

針對(duì)時(shí)域干擾阻塞方法導(dǎo)致的波束畸變和探測盲區(qū)問題，本發(fā)明依據(jù)干擾阻塞方法形成的“寬凹”或“凸”形波束與其抵消干擾形式無關(guān)，在確知線列陣情況下，只與數(shù)據(jù)處理頻帶、干擾角度有關(guān)，且由于實(shí)際數(shù)據(jù)處理中目標(biāo)信號(hào)方位θ₁未知，無法通過模擬目標(biāo)引導(dǎo)信號(hào)修正干擾抵消對(duì)波束形成輸出信號(hào)能量的影響，故提出一種基于模擬背景噪聲作為引導(dǎo)信號(hào)修正的時(shí)域干擾抵消方法，在時(shí)域上實(shí)現(xiàn)了對(duì)干擾阻塞方法輸出波束的校正，降低了“寬凹”或“凸”形波束對(duì)目標(biāo)探測結(jié)果的影響，對(duì)原衰減區(qū)間內(nèi)的弱目標(biāo)實(shí)現(xiàn)探測。并通過數(shù)值仿真和海試數(shù)據(jù)處理結(jié)果驗(yàn)證了本發(fā)明所述方法在抵消干擾時(shí)，縮小了線列陣波束形成輸出信號(hào)能量差異，減小了原衰減區(qū)間，實(shí)現(xiàn)了波束校正，對(duì)原衰減區(qū)間內(nèi)弱目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了探測，提高了其探測性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決時(shí)域干擾阻塞方法導(dǎo)致的波束畸變和探測盲區(qū)問題，而提出一種基于引導(dǎo)信號(hào)修正的時(shí)域干擾抵消方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于引導(dǎo)信號(hào)修正的時(shí)域干擾抵消方法，所述方法包括：采用線列陣實(shí)際錄取的海洋噪聲n_k′(t)作為引導(dǎo)信號(hào)，得到干擾抵消后數(shù)據(jù)；由此計(jì)算引導(dǎo)信號(hào)在掃描角度θ上輸出能量P_y′,_n(θ)；以P_y′,_n(θ)作為修正因子對(duì)線列陣干擾抵消后的輸出能量進(jìn)行修正。

作為上述方法的一種改進(jìn)，所述方法具體包括：

步驟1)采用線列陣實(shí)際錄取的海洋噪聲n_k′(t)作為引導(dǎo)信號(hào)，此時(shí)，線列陣第k個(gè)陣元拾取的噪聲數(shù)據(jù)x_k′(t)表示為：

x_k′(t)＝n_k′(t),k＝1,2,…,K

式中，K為線列陣的陣元數(shù)；

步驟2)按下式對(duì)引導(dǎo)信號(hào)處理，得到干擾抵消后數(shù)據(jù)y'_k(t),1≤k≤K-1：

式中，θ₀為干擾角度，d為陣元間距，c為聲速；

步驟3)按波束形成過程得到干擾抵消后，引導(dǎo)信號(hào)在掃描角度θ上輸出能量為：