一种长时波束相位统计特性的线谱检测方法技术

本发明专利技术属于水声工程、海洋工程和声呐技术等领域，具体涉及一种长时波束相位统计特性的线谱检测方法，先通过水平阵列的波束形成获得水平各个方位各个频点输出的复波束序列，在对准目标方位的输出序列信噪比得到了空间增强；进而以第一快拍的复波束序列为参考，计算其它时刻的复波束序列与参考复波束序列的互谱，获得互谱序列。本发明专利技术的特点在于首先对水平阵列进行波束形成，在增强线谱信号的信噪比的同时一定程度上抑制了其它方向上的强干扰；同时，基于长时互谱序列的相位统计特性来区分线谱与各类宽带噪声，其检测门限易于确定且相对稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
一种长时波束相位统计特性的线谱检测方法


[0001]本专利技术属于水声工程、海洋工程和声呐技术等领域，具体涉及一种长时波束相位统计特性的线谱检测方法。

技术介绍

[0002]舰船辐射噪声通常由连续谱和线谱叠加而成，其中线谱噪声由辅机机械的往复运动引起，其频率低，可远距离传播，且谱级比连续谱高10
‑
25dB，因此线谱是水下目标远程探测和识别的重要特征。线谱检测主要采用功率谱估计、现代谱估计等方法，二者都以离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)为基础采用假设检验类线谱检测方法，依据信号的统计特性构建检测器。低频线谱分析历程图(Low Frequency Analysis And Recording，LOFAR)利用线谱信号具有时间连续性的特性，通过对一段接收数据连续进行短时傅里叶变换(Short
‑
Time Fourier Transform，STFT)计算得到。LOFAR图中线谱检测的主要原理是利用人眼的视觉累积效应，对一定时间内连续的线谱信号进行频率的自动跟踪。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长时波束相位统计特性的线谱检测方法，其特征在于：该方法利用一条由M个水听器阵元构成的水听器阵列将接收到的声信号进行频域波束形成，并求解目标波束方位各个频率点上长时间的互谱相位方差作为门限值，提升线谱检测的性能，具体分为以下步骤：S1，对水听器阵列M个阵元接收到的声信号矩阵沿着每一列分窗口进行傅里叶变换，获得频谱矩阵P(f
i
)；具体步骤如下：S1.1将水听器阵列M个阵元接收到的声信号表示为一个N
T
×
M维的矩阵p：其中矩阵p的每一行p1(t) p2(t)
ꢀ…ꢀ
p
M
(t)表示水听器阵列的M个阵元在t时刻接收到的声信号，t＝1,2,
…
,N
T
；设时间采样率为f
s
，总观测时间为T，则每个阵元总采样点数为N
T
＝floor[Tf
s
]，这里floor表示向下取整操作；S1.2任取一个不大于N
T
的正整数N
win
作为窗口长度，并任取一个小于N
win
的正整数N
overlap
作为窗口重叠长度，将矩阵p的每一列数据划分为K＝floor[(N
T
‑
N
win
)/(N
win
‑
N
overlap
)+1]个窗口；S1.3选取矩阵p每一列的第k个窗口，即第(k
‑
1)(N
win
‑
N
overlap
)+1行到第(k
‑
1)(N
win
‑
N
overlap
)+N
win
行的数据进行N
win
点的离散傅里叶变换，获得频谱矩阵P(f
i
)，k＝1,2,...,K：设为傅里叶变换后的频率轴向量，阵列最低工作频率f
min
和最高工作频率f
max
在f
FFT
向量中对应的编号分别为i
min
和i
max
，i
min
＝floor[f
min
N
win
/f
s
]+1，i
max
＝floor[f
max
N
win
/f
s
]+1；记录第m列第k个窗口傅里叶变换后的第i个频点f
i
处的值为P
m
(f
i
,k)，其中f
i
＝(i
‑
1)f
s
/N
win
，m＝1,2,...,M，i＝i
min
,i
min
+1,...,i
max
；依次遍历第m列的K个窗口，然后遍历所有列，获得一个K
×
M维的频谱矩阵P(f
i
)：其中矩阵P(f
i
)第k行的数据P(f
i
,k)称为第k个快拍的数据：P(f
i
,k)＝[P1(f
i
,k),...,P
M
(f
i
,k)]，k称为快拍数；S2，对频谱矩阵P(f
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳群，张兵兵，郭微，朱家华，王俊，张文，徐国军，胡正良，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：