主动声纳中的HFM信号分离方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及水声信号处理技术领域，尤其涉及主动声纳中的HFM信号分离方法及系统，所述方法包括：根据使用的HFM信号相关参数，得到变换核函数；使用变换核函数对接收信号进行时频变换；对时频变换后的信号进行积分得到非相干累加输出，通过局部输出峰值确定时延，以时延为中心进行带通滤波或带阻滤波，得到滤波后的信号；采用旋转算子对滤波后的信号进行反变换，从而滤出或滤除对应的信号分量。在主动声纳中，本发明专利技术的方法能够有效地检测HFM连续波信号，通过时频表示峰值位置与瞬时频率的对应关系，用窄带滤波方法提取并重构目标回波分量，抑制直达波干扰。

【技术实现步骤摘要】
主动声纳中的HFM信号分离方法及系统
本专利技术涉及水声信号处理
，尤其涉及主动声纳中的HFM信号分离方法及系统。
技术介绍
在传统的主动声呐大部分是脉冲式主动声呐(PulsedActiveSonar，PAS)。其优点是工作方式简单，信号处理计算量小；但也存在明显的缺点，如发射功率高、目标照射时间短、探测更新周期长等。针对上述问-题，近年来，国内外开始重视连续波主动声呐(ContinuousActiveSonar，CAS)技术的研究，并取得了一些进展。与传统的PAS相比，CAS模式具有处理增益大，抗干扰能力强，目标跟踪更新率高等优势。相对的，CAS对发射信号的波形设计和处理方法也有更高的要求：一是要兼顾目标更新速率和时间带宽增益，二是要考虑到CAS工作在多基地模式下的多源互扰问题。受连续波雷达领域的影响，连续波探测技术最初应用于水声探测领域时，通常以线性调频连续波信号(LinerFrequencyModulationContinuousWave,LFMCW)作为发射信号。随后，Costas序列、连续单频信号、正弦调频信号等波形被相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动声纳中的HFM信号分离方法，所述方法包括：/n根据HFM信号的相关参数，得到变换核函数；/n使用变换核函数对接收信号进行时频变换；/n对时频变换后的信号进行积分得到非相干累加输出，通过局部输出峰值确定时延，以时延为中心进行带通滤波或带阻滤波，得到滤波后的信号；/n采用旋转算子对滤波后的信号进行反变换，分离出对应的信号分量。/n

【技术特征摘要】
1.一种主动声纳中的HFM信号分离方法，所述方法包括：
根据HFM信号的相关参数，得到变换核函数；
使用变换核函数对接收信号进行时频变换；
对时频变换后的信号进行积分得到非相干累加输出，通过局部输出峰值确定时延，以时延为中心进行带通滤波或带阻滤波，得到滤波后的信号；
采用旋转算子对滤波后的信号进行反变换，分离出对应的信号分量。


2.根据权利要求1所述的主动声纳中的HFM信号分离方法，其特征在于，所述根据HFM信号的相关参数，得到变换核函数；具体为：
HFM信号s(t)为：



其中，A为系数，T为周期，f0为时间中心频率，T0为渐进时间，t表示时间；
由f0和T0，计算HFM信号频率变化率m＝f0/T0；
由下式得到发射信号的瞬时频率表达式IFs(t)为：



进而得到变换核函数γQ(f)为：



其中，f表示频率。


3.根据权利要求2所述的主动声纳中的HFM信号分离方法，其特征在于，所述使用变换核函数对接收信号进行时频变换；具体为：



其中，Gs(t；Q)表示时频变换后的信号，t和Q分别表示时频变换后的时间和频率，S(θ)表示HFM信号s(t)的傅里叶变换，θ为傅里叶变换域的角频率。


4.根据权利要求3所述的主动声纳中的HFM信号分离方法，其特征在于，所述对时频变换后的信号进行积分得到非相干累加输出，通过局部输出峰值确定时延，以时延为中心进行带通滤波或带阻滤波，得到滤波后的信号；具体为：
在旋转时频域内沿频率轴对时频变换后的信号Gs(t；Q)进行积分，得到非相干累加输出E(t)为：



其中，QL和QH分别为信号频率Q的下限和上限；
对于单个发射周期内的回波信号分量，通过局部输出峰值确定时延τ为：



其中，t0表示发射周期的起始时刻，t1表示发射周期的终止时刻；
以时延τ为中心进行带通滤波或带阻滤波，得到滤波后信号的时频表示：
当进行带通滤波，滤波后信号的时频表示为：



当进行带阻滤波，滤波后信号的时频表示为：



其中，τ0为根据信号脉宽定义的时间窗大小。


5.根据权利要求4所述的主动声纳中的HFM信号分离方法，其特征在于，所述采用旋转算子对滤波后的信号进行反变换，分离出对应的信号分量；具体为：
采用对应的旋转算子对滤波后的信号进行反变换得到反变换后的信号



...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫在晓，薛城，顾怡鸣，李整林，王域，
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