一种利用单矢量传感器的极化特征参数的线谱检测技术制造技术

本发明专利技术是一种针对水声信号处理领域中的强背景噪声干扰下的舰船目标的线谱检测技术。它适用于线谱信号受环境噪声干扰严重以或普勒效应影响下对线谱信号进行检测。单矢量传感器接收到的水中目标线谱信号具有极化特性，而随机噪声的极化特性与信号的极化特性不同，该极化特性在水声信号处理领域的相关研究较少。因此，本发明专利技术通过求取单矢量传感器接收线谱信号的频谱矩阵，对其进行奇异值分解，提出适宜的极化特征参数来对线谱信号进行检测。本发明专利技术能够大大降低高斯白噪声、高斯色噪声以及实际的海洋环境噪声的干扰，为微弱线谱信号检测提供了新思路。此外，本发明专利技术操作简单，计算量适中，计算结果清晰、稳定，具有广泛的适用范围。具有广泛的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种利用单矢量传感器的极化特征参数的线谱检测技术


[0001]本专利技术涉及水声信号处理领域，特别是舰船辐射噪声信号检测领域。

技术介绍

[0002]舰船辐射噪声的线谱通常比连续谱的平均谱级高出10
‑
25dB，常被用作探测舰船目标的检测信号。常用的舰船目标的线谱检测技术是经典谱估计技术，它是通过对线谱信号的频谱进行长时间累积来获取线谱特征的。然而，水中舰船目标受海洋环境噪声的影响，给舰船目标的线谱检测带来严重的背景噪声干扰。同时，舰船在航行时会产生多普勒现象，使得经典谱估计技术对舰船目标的线谱累积效果不佳。因此，如何从复杂的海洋环境中检测出水中舰船目标的线谱信号一直是线谱检测领域亟待解决的问题。
[0003]为了从复杂的海洋环境中检测出舰船目标的线谱信号，研究者们提出了一系列的线谱检测技术。如自适应线谱增强技术、高阶累积量技术、频域相位标准差加权技术等。这些技术利用目标信号的幅度、相位和频率信息来进行线谱检测，能够在一定程度上抑制海洋环境噪声带来的干扰并检测出线谱信号。利用单矢量传感器接收水中舰船目标的信号，不但可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用单矢量传感器的极化特征参数的线谱检测技术。2.根据权利要求1所述的单矢量传感器的极化特征参数，其特征在于：考虑多普勒效应对单矢量传感器接收信号的影响；假设远场情况下，线谱信号入射到具有x、y两通道单矢量传感器上，单矢量传感器平行于地面放置，接收到的线谱信号数据模型则为：有：式中，θ为线谱信号入射的方位角；P为不同频率的正弦信号的总数；为随机初相位；A
i
为正弦信号的幅值；f
i
为线谱信号的频率，单位为Hz，i为线谱信号频率的序号；n
w,x
(t)和n
w,y
(t)分别表示x、y两通道接收到的高斯白噪声，n
c,x
(t)和n
c,y
(t)分别表示x、y两通道接收到的高斯色噪声。Δf
i
为线谱信号的多普勒频移，其与线谱信号的关系为：式中，v表示舰船目标与单矢量传感器的相对运动速度，单位为m/s；c为声波在水中的传播速度。设设设则矢量传感器接收到的矢量信号可以写成如下形式：r(t)＝s(t)+n(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)对单矢量传感器接收到的信号r(t)做傅里叶变换，得到正频率轴的频谱矩阵为：
式中，R(f)为傅里叶变换后所得到的频谱矩阵，S(f)为线谱信号所对应的频谱矩阵，N(f)为海洋背景噪声干扰所对应的频谱矩阵，B
i,x
、B
i,y
分别表示各通道内接收到线谱信号的幅值。以f频率为中心，Δ为带宽，对R(f)进行分频带处理，再对频带内的频谱矩阵R
Δ
(f)进行奇异值分解。奇异值分解公式如下：式中，T表示转置运算，R
Δ
(f)为2
×
N的矩阵，N为带宽Δ内的频率单元数；U为N
×
N的酉矩阵，向量u
m
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雪，张士钊，徐帅，李瑞刚，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：