一种声呐应答式干扰的剔除方法技术

本发明专利技术公开了一种声呐应答式干扰的剔除方法，包括：一、声呐发射多脉冲线性调频信号，接收多脉冲回波信号；二、对单个脉冲数据接收周期内接收到回波信号，采用分数阶傅里叶变换的方法进行变换；三、对分数阶傅里叶变换的输出信号，采用自回归模型谱估计方法进行检测；四、根据检测数据，采用序列统计恒虚警算法获得距离单元结果；对所有脉冲的数据接收周期内接受的应答信号采用步骤二‑四进行处理，设定门限阈值，比对各个脉冲回波期间检测到的信号的距离单元结果，完成声呐应答式干扰的剔除。本发明专利技术采用线性调频信号发射，利用分数阶傅里叶变换技术，并结合自回归模型超分辨谱估计技术，实现了多发射周期下的异步应答式干扰的去除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于浮空平台外辐射源雷达
，具体涉及一种声呐应答式干扰的剔除方法。
技术介绍
在水下声对抗中，如图1所示，应答式干扰由于与目标回声相似，常常被误认为是目标，造成检测虚警，大量的虚警使得目标的检测与航迹均无法完成，因此，该类干扰是声呐面临的额难题。且从图1中可以看到，对于目标而言，对于任意脉冲，距离没有发生改变(改变很小，没有反应出来)，而应答式干扰由于与声呐发射信号存在异步效应，因而每次回声均不在同一时延，故常规的自适应波束形成等方法对该类干扰难以起效，尤其是当该类干扰从主瓣进入声呐系统。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种声呐应答式干扰的剔除方法，采用线性调频信号(LinearFrequencyModulation，LFM)发射，利用分数阶傅里叶变换技术(FractionFourierTransform，FRFT)，并结合自回归(AutoRegressive，AR)模型超分辨谱估计技术，实现了多发射周期下的异步应答式干扰的去除。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种声呐应答式干扰的剔除方法，包括以下步骤：步骤1、声呐发射出多脉冲线性调频信号，并接收包括目标回声信号和应答式干扰信号的多脉冲回波信号；步骤2、针对其中的单个脉冲数据接收周期，根据系统设定的接收时间接收回波信号，对该接收到的回波信号采用分数阶傅里叶变换的方法进行变换；步骤3、采用自回归模型谱估计方法对分数阶傅里叶变换所得的输出信号进行频率估计，得到谱估计结果；步骤4、根据谱估计结果，采用序列统计恒虚警算法获得距离单元结果，实现目标所处距离单元判断与信号检测；步骤5、针对所有脉冲的数据接收周期内接收的回波信号均采用步骤2-4的方法进行处理，然后设定门限阈值ε，对各个脉冲的检测所得信号所处的距离单元结果进行脉冲间比对，当小于设定的门限阈值ε，则认为检测所得信号为目标；当大于设定的门限阈值ε，则舍弃，从而完成声呐应答式干扰的剔除。所述步骤1中，线性调频信号为：s(t)=ej2π(f0-0.5μt)t---(1)]]>式中：t为时间变量，f0为载波频率，μ为调频斜率，ej[·]为复数；回波信号为：y(t)=Σi=0N-1βis(t-τi)ej2πfi(t-τi)+n(t)---(2)]]>式中：τi表示第i路时延，fi是第i个回波信号的多普勒频移，βi是第i个回波信号的幅度系数；n(t)是接收机噪声，服从高斯分布；N代表检测到的回波信号个数；考虑到线性调频信号的多普勒频移不变性，因此仅关注时延方向的信号变化，则可在回波信号的表示式中省去多普勒频移，得到：y(t)=Σi=0N-1βis(t-τi)+n(t)---(3)]]>将式(1)带入式(3)得到：y(t)=Σi=0N-1βiej[2π(f0+μτi)t-πμt2+2πτi2-2πf0τi]+n(t)---(4)]]>所述步骤2中，对该接收到的回波信号采用分数阶傅里叶变换的方法进行变换，具体为：分数阶傅里叶变换的核函数为:η(t,ω)=1-jcotα2πexp{jt2+ω22cotα-jωtcscα)α≠nπδ(t-ω)α=2nπδ(t+ω)α=(2n±1)π---(5)]]>式中：ω为角频率，单位为弧度/秒；t为时间，δ(t)表示冲激响应函数，α表示旋转因子，cotα表示余切函数，cscα表示余割函数，exp{j·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声呐应答式干扰的剔除方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、声呐发射出多脉冲线性调频信号，并接收包括目标回声信号和应答式干扰信号的多脉冲回波信号；步骤2、针对其中的单个脉冲数据接收周期，根据系统设定的接收时间接收回波信号，对该接收到的回波信号采用分数阶傅里叶变换的方法进行变换；步骤3、采用自回归模型谱估计方法对分数阶傅里叶变换所得的输出信号进行频率估计，得到谱估计结果；步骤4、根据谱估计结果，采用序列统计恒虚警算法获得距离单元结果，实现目标所处距离单元判断与信号检测；步骤5、针对所有脉冲的数据接收周期内接收的回波信号均采用步骤2‑4的方法进行处理，然后设定门限阈值ε，对各个脉冲的检测所得信号所处的距离单元结果进行脉冲间比对，当小于设定的门限阈值ε，则认为检测所得信号为目标；当大于设定的门限阈值ε，则舍弃，从而完成声呐应答式干扰的剔除。

【技术特征摘要】
1.一种声呐应答式干扰的剔除方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、声呐发射出多脉冲线性调频信号，并接收包括目标回声信号和应答式干扰信号的多脉冲回波信号；步骤2、针对其中的单个脉冲数据接收周期，根据系统设定的接收时间接收回波信号，对该接收到的回波信号采用分数阶傅里叶变换的方法进行变换；步骤3、采用自回归模型谱估计方法对分数阶傅里叶变换所得的输出信号进行频率估计，得到谱估计结果；步骤4、根据谱估计结果，采用序列统计恒虚警算法获得距离单元结果，实现目标所处距离单元判断与信号检测；步骤5、针对所有脉冲的数据接收周期内接收的回波信号均采用步骤2-4的方法进行处理，然后设定门限阈值ε，对各个脉冲的检测所得信号所处的距离单元结果进行脉冲间比对，当小于设定的门限阈值ε，则认为检测所得信号为目标；当大于设定的门限阈值ε，则舍弃，从而完成声呐应答式干扰的剔除。2.根据权利要求1所述的一种声呐应答式干扰的剔除方法，其特征在于：所述步骤1中，线性调频信号为：s(t)=ej2π(f0-0.5μt)t---(1)]]>式中：t为时间变量，f0为载波频率，μ为调频斜率，ej[·]为复数；回波信号为：y(t)=Σi=0N-1β...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，蒋德富，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32