基于时域的宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时域的宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法。包括：拖线阵信号经匹配滤波处理和宽带波束形成方法得到初始频域波束输出，经逆傅里叶变换后得到初始时域波束输出；从频域波束输出中检测拖船干扰的方位和对应方位上的波束输出，在拖船干扰方位上一次重建干扰，对重建的干扰做宽带波束形成后再变换到时域；在时域上利用瞬时功率和局部窗口信号级检测干扰和目标混叠的时刻，用平均功率二次重建对应混叠时刻的干扰时域波束输出；利用初始时域波束输出减去多轮迭代的二次重建后的干扰时域波束输出，得到拖船干扰抑制后的时域波束输出。本发明专利技术有效地解决了干扰抑制中目标也被抑制的问题，且抗多径性能好，在声纳工程中有较强的应用价值。程中有较强的应用价值。程中有较强的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于时域的宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法


[0001]本专利技术涉及水声信号处理
的一种宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法，具体涉及了一种基于时域的宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法。

技术介绍

[0002]在海洋探测技术中，具有可变深特点的拖曳线列阵声纳一直发挥着不可或缺的作用。对拖曳线列阵声纳系统而言，虽然拖线阵远离拖船平台，但对远距离目标信号来说，拖船噪声仍是最大的干扰，严重地影响了声纳的性能。同时由于海面、海底反射，拖船干扰存在严重的多径效应。因此必须有效地对拖船干扰进行抑制，以提高声纳系统的水下探测性能。
[0003]目前，国内外已发展了多种拖线阵拖船干扰抑制技术。国外研究者倾向于自适应干扰抑制技术，如美国的AN/SQR19战术拖曳线列阵声纳采用波束形成后干扰抑制(PIC)技术。PIC技术作用在波束域，利用端射方向的波束作为参考输入，把预成多波束作为主输入进行自适应干扰抑制。在PIC的基础上，可以把波束域干扰抑制技术发展到阵元域(EIC)，即在波束形成之前进行自适应干扰抑制。这样经过自适应干扰抑制和波束形成两次抑制，可以去除更多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时域的宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立拖线阵信号接收模型，从而获得拖线阵信号，对拖线阵信号依次进行匹配滤波、傅里叶变换和宽带波束形成后获得初始的频域波束输出；S2：从当前频域波束输出中检测拖船干扰方位并获得拖船干扰方位上对应的频域波束输出，接着根据拖船干扰方位上的频域波束输出为拖船干扰方位上的各个频点一次重建干扰；S3：对当前频域波束输出进行逆傅里叶变换，获得当前时域波束输出，再估计当前时域波束输出中的无目标出现时间段；同时对一次重建干扰进行宽带波束形成后获得一次重建干扰的频域波束输出，再对一次重建干扰的频域波束输出进行逆傅里叶变换，获得干扰时域波束输出；S4：将干扰时域波束输出变换成功率形式，从功率形式的干扰时域波束输出中计算拖船干扰方位上各时刻的瞬时功率以及无目标出现时间段内的平均功率，从当前时域波束输出中计算拖船干扰方位上各时刻的局部窗口信号级，根据瞬时功率、平均功率和局部窗口信号级检测干扰和目标混叠的时刻；S5：根据无目标出现时间段内的平均功率，对功率形式的干扰时域波束输出进行二次重建，获得本轮迭代下功率形式的二次重建干扰时域波束输出；将当前频域波束输出减去一次重建干扰的频域波束输出，获得更新的频域波束输出；S6：重复S2
‑
S5迭代抑制拖船干扰，直至预设角度范围内检测不到拖船干扰，然后对初始的频域波束输出进行逆傅里叶变换得到初始时域波束输出，将初始时域波束输出变换成功率形式后与各轮迭代下得到的功率形式的二次重建干扰时域波束输出相抵消，获得最终拖船干扰抑制后的功率形式的时域波束输出，再将最终拖船干扰抑制后的功率形式的时域波束输出变换成信号级形式，获得最终拖船干扰抑制后的时间方位图。2.根据权利要求1所述的一种基于时域的宽带逆波束形成拖船干扰抑制方法，其特征在于，所述S1具体为：S11：根据t时刻的发射信号s(t)建立拖线阵信号接收模型，根据拖线阵信号接收模型计算各阵元的接收信号并构成拖线阵信号，具体公式如下：x(t)＝[x1(t)
…
x
i
(t)
…
x
N
(t)]x
i
(t)＝s(t
‑
τ
i
)+n
i
(t)其中，x(t)表示t时刻的拖线阵信号，x
i
(t)表示第i号阵元的接收信号，τ
i
表示发射信号到达第i号阵元的传播时延，n
i
(t)表示第i号阵元接收的噪声，N表示拖线阵的阵元数目；S12：对拖线阵信号依次进行匹配滤波和傅里叶变换后，获得傅里叶变换后的拖线阵信号，具体公式如下：m
i
(t)＝s(t
‑
τ
i
)*s(
‑
t)M
i
(f)＝|S(f)|2exp(
‑
j2πτ
i
)其中，m
i
(t)表示第i号阵元信号匹配滤波后的结果，S(f)表示发射信号傅里叶变换后的频谱，||表示取幅值操作，M
i
(f)表示第i号阵元信号匹配滤波后再进行傅里叶变换的频谱；S13：利用宽带波束形成方法对傅里叶变换后的拖线阵信号进行处理后，获得初始频域波束输出，具体公式如下：
其中，P
init
(θ,f
n
)表示初始频域波束输出，v(θ,f
n
)表示驾驶向量，f
n
表示频点，θ表示搜索的方位角，H表示共轭转置，M(f
n
)表示拖线阵信...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵航芳，杨德坤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：