非合作水声脉冲信号截获检测

摘要

非合作水声脉冲信号的截获检测是水声信号被动检测的重要课题。在实际使用中，非平稳的水声背景噪声和传感器安装平台存在的强线谱干扰是水声脉冲信号截获检测的主要虚警源，同时，强线谱干扰会掩盖空间方位相邻的弱脉冲目标，使得传统的基于波束、功率谱峰值的脉冲信号截获检测方法存在较高的虚警概率和漏报概率。针对上述问题，本文将时频信息和时空信息融合到算法中，通过噪声跟踪和信号感知相结合的方法提高水声脉冲信号的截获检测性能。具体工作如下： (1)提出基于噪声谱跟踪和信号谱感知的脉冲信号频谱域截获检测算法。在非平稳环境中，为解决时变的噪声功率谱所带来的脉冲截获检测的高虚警和漏检问题，设计了基于最小值平滑处理的噪声谱跟踪算法。为弥补周期图对窄脉宽和频率快变化信号检测能力的不足，设计了信号谱感知器，其利用观测数据的功率谱，通过最小均方误差(Minimum Mean Squre Error,MMSE)方法提取脉冲信号功率谱分量，基于该分量可进行水声脉冲信号的截获检测。为验证所提算法的有效性，本文在不同的输入信噪比和信干比条件下，分析了算法的信噪比增益和信干比增益，并将算法与传统的基于周期图峰值的截获检测算法进行了对比分析。 (2)提出基于噪声波束功率跟踪和信号波束功率感知的脉冲信号空间截获检测算法。在任意阵型以及广义的波束形成模型下，推导了脉冲信号的波束功率感知器的具体形式，将波束功率和噪声波束功率跟踪结果作为信号波束功率感知器的输入，通过MMSE方法提取脉冲信号分量，实现波束域的脉冲信号截获检测。本文以多干扰条件下的多脉冲信号空间截获检测为仿真环境，在不同的输入信噪比和信干比条件下对算法进行了测试，并将所提算法与传统的的基于波束功率峰值的截获检测方法进行了对比分析，验证了方法的有效性。

目录

第一个书签之前