未知参量脉冲信号的检测与时延估计方法研究

摘要

本文以某水声定位系统为背景,主要对主动工作方式下浮标基声学信号处理软件进行设计,包括检测待测目标发射的频率未知、周期不定的侦察信号和加装在待测目标上的合作声源所发射的信号,估计信号时延等重要参数,并将结果通过无线电链路上传至显控系统。
　　 本文采用自适应滤波器实现信号的检测与时延估计,具体方法为利用自适应Notch滤波器提取信号包络,信号包络的前沿时刻即为时延估计值,利用包络检波器与鉴宽器联合检测信号并测量时延值,利用瞬时频率方差检测器抗尖脉冲干扰与通道串漏。在非对抗条件下,考虑到水声相干多途信道中发生反相叠加后产生漏报现象,对信号检测方法进行了改进,并采取“分群开窗”的方法选取信号的直达声。
　　 在水声对抗条件下,分析了待测目标发射的侦察信号与对抗器材发射的模拟回波信号之间的关系,包括两者直达声之间的关系与两者的相互叠加情况等。在此基础上提出了一种基于时延匹配与信号多普勒的侦察信号直达声的辨识方法,实现在受模拟回波信号及其多途序列干扰的脉冲中正确辨识侦察信号直达声,仿真结果与实验室联调结果验证了该方法的有效性与可行性。
　　 在某水声定位系统的信号接收处理机上实现信号检测与时延估计算法,软件由C语言与汇编语言混编的方式实现,为提高算法的效率保证时实性,Notch滤波与VIFD部分用汇编语言实现。论文设计了各模块具体的实现方法与软件流程,并简单介绍了DSP芯片资源的管理与分配情况。松花湖湖试的时延测量结果与利用时延进行的定位结果进一步证明了算法的有效性。