一种用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法技术

本发明专利技术提出一种用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法，包括：步骤1)空间线阵接收远距离目标的宽带信号，对线阵各阵元接收的信号在时域作快速傅里叶变换，生成线阵各阵元信号的时域频谱；将空间线阵划分为若干个重叠子阵；对重叠子阵的信号时域频谱作相位补偿，形成波束域输出，得到子阵方位谱图；步骤2)利用子阵方位谱图，确定干扰方位，对波束域输出进行干扰抑制加权，利用期望的零陷宽度对干扰抑制加权进行修正得到零陷加权，控制波束域输出的干扰抑制宽度，得到干扰抑制后的方位谱图，实现强干扰背景下强干扰的抑制和弱目标的检测。本发明专利技术有效抑制较宽波束的强干扰信号，提高弱目标的检测性能，提升输出信干比；海试数据证明有效。

【技术实现步骤摘要】
一种用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法
本专利技术属于声纳数字信号处理领域，特别涉及一种用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法。
技术介绍
微弱信号的检测是阵列信号处理的关键技术之一。强干扰背景下的弱目标在空间谱上的谱峰会被干扰谱的旁瓣所掩盖，对微弱信号的检测和波达方向估计造成了很大的影响。因此，应首先对干扰进行有效抑制。国内外学者对干扰抑制问题进行了广泛而深入的研究，提出了很多有效的解决方法，例如文献1[Robustgeneralizedsidelobecancellerwithaneigenanalysis-basedblockingmatrix.Internationalconferenceonelectricalengineeringandautomationcontrol,2017]和文献2[一种最差情况下性能最优化的特征分析自适应波束形成方法.声学学报,2015]提出基于波束形成的干扰抑制算法，文献3[Efficientmixed-spectrumestimationwithapplicationstotargetfeature本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法，包括：/n步骤1)空间线阵接收远距离目标的宽带信号，对线阵各阵元接收的信号在时域作快速傅里叶变换，生成线阵各阵元信号的时域频谱；将空间线阵划分为若干个重叠子阵；对所述重叠子阵的信号时域频谱作相位补偿，并形成波束域输出，得到子阵方位谱图；/n步骤2)利用子阵方位谱图，确定干扰方位，对所述波束域输出进行干扰抑制加权，利用期望的零陷宽度对干扰抑制加权进行修正得到零陷加权，通过零陷加权向量控制波束域输出的干扰抑制宽度，得到干扰抑制后的方位谱图，实现强干扰背景下强干扰的抑制和弱目标的检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法，包括：
步骤1)空间线阵接收远距离目标的宽带信号，对线阵各阵元接收的信号在时域作快速傅里叶变换，生成线阵各阵元信号的时域频谱；将空间线阵划分为若干个重叠子阵；对所述重叠子阵的信号时域频谱作相位补偿，并形成波束域输出，得到子阵方位谱图；
步骤2)利用子阵方位谱图，确定干扰方位，对所述波束域输出进行干扰抑制加权，利用期望的零陷宽度对干扰抑制加权进行修正得到零陷加权，通过零陷加权向量控制波束域输出的干扰抑制宽度，得到干扰抑制后的方位谱图，实现强干扰背景下强干扰的抑制和弱目标的检测。


2.根据权利要求1所述的用于弱目标检测的宽波束干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
步骤1-1)空间线阵接收远距离目标的宽带信号，得到M个阵元信号x[dm,t]，m为阵元序号，m＝1,2,...,M，dm＝md为第m阵元的位置，d为阵元间距；在时域将信号分为N个快拍，记为快拍1,2,…,n,…,N，每个快拍xn[dm,t]长度为L，对第n快拍信号在时间域上做快速傅里叶变换，得到第m阵元第n快拍信号的时域频谱X(m,f)：



其中，t为时间，f为频率，L为采样点数，取值为自然数；若信号采样率为Fs，则采样点数L为：



μ为频域分辨率，表示不小于·的最小整数；
步骤1-2)根据需抑制的干扰的数量y将空间线阵划分为y+1个重叠子阵；设其中的相邻两个重叠子阵第i和第i+1子阵；第i和第i+1子阵首阵元序号差为D；所述相邻两个重叠子阵首阵元序号分别为mi＝(i-1)D和mi+1＝iD，每个子阵阵元数为M-yD，所述相邻两个重叠子阵信号的时域频谱分别记为X(i)(f)和X(i+1)(f)：
X(i)(f)＝[X(mi+1,f),X(mi+2,f),…,X(mi+M-yD,f)]T(3)
X(i+1)(f)＝[X(mi+1+1,f),X(mi+1+2,f),…,X(mi+1+M-yD,f)]T(4)
其中，i＝1,2,...y；y＞＝1，T表示转置运算；
步骤1-3)确定第m阵元的频谱X(m,f)的频带范围[fmin,fmax]，fmin为频率最小值，fmax为频率最大值，对频带范围内的每一个频率分量分别进行相位补偿，并将相位补偿后的数据分别合成所述相邻两个重叠子阵波束输出BFl(i)(θ)和BFl(i+1)(θ)；
BFl(i)(θ)＝w(i)H(θ)·X(i)(m,f)(5)
BFl(i+1)(θ)＝w(i+1)H(θ)·X(i+1)(m,f)(6)
其中，θ为扫描方位角，取值0～180度，上标H表示复共轭转置运算，l为需要抑制的第l个干扰，l＝1,2,...，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学敏，黄海宁，李宇，叶青华，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11