一种基于自适应多普勒滤波-RadonFourier变换的水声多目标检测方法技术

一种基于自适应多普勒滤波

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应多普勒滤波
‑
Radon Fourier变换的水声多目标检测方法


[0001]本专利技术属于主动声呐探测弱运动目标领域，涉及基于自适应多普勒滤波
‑
Radon Fourier变换的多目标检测方法。

技术介绍

[0002]在充满噪声或杂波干扰的海洋环境中检测弱运动目标是主动探测的重要研究内容。由于目标的低信噪比和低信干比造成了较高的虚警率，因此可以对目标回波进行脉冲间积累来提高信噪比，降低虚警率。现有的脉冲间积累方法主要分为相干积累和非相干积累，而相干积累由于补偿了目标回波不同脉冲间的相位波动，比非相干积累有更高的积累增益，更有利于主动声呐在低信噪比的环境下探测弱运动目标。
[0003]主动声呐经常发射宽带信号例如线性调频信号来提高距离分辨率，但对于水下运动的目标来说(考虑匀速情况)，在相干积累时间内目标回波通常从一个距离单元运动到另一个距离单元，即发生距离走动，导致传统相干积累方法增益下降。对于多个速度不同的弱运动目标来说，其距离走动也是不同的，因此校正多个弱运动目标的距离走动是完成相干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应多普勒滤波
‑
RadonFourier变换的水声多目标检测方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一：将主动声呐接收到的多目标多脉冲回波信号整理成二维矩阵，其中主动声呐接收到的多目标单次脉冲接收的信号为快时间维矩阵，主动声呐接收到的多目标多次脉冲接收的同一时延的信号为慢时间维矩阵；对二维矩阵进行下变频得到基带回波信号，对基带回波进行脉冲压缩，得到脉冲压缩后的时域快时间
‑
慢时间二维输出矩阵，以及脉冲压缩后的频域快时间
‑
慢时间二维矩阵；步骤二：对步骤一脉冲压缩后的频域输出结果进行频域RFT变换，之后依次进行快时间维的逆傅里叶变换和慢时间维的傅里叶变换，得到强干扰的相干积累结果；通过强干扰搜索速度范围[
‑
v
max0
,v
max0
]得到每个速度下强干扰的相干积累结果，取积累结果最大值对应的速度作为强干扰的速度估计值，得到速度下校正强干扰距离走动后的时域脉冲压缩信号；其中v
max0
表示强干扰搜索速度的最大值；步骤三：对步骤二输出的结果在慢时间维设置基于LMS的自适应多普勒陷波器，通过调整陷波器带宽滤除强干扰，得到自适应陷波器多脉冲输出信号；步骤四：对步骤三输出的陷波器多脉冲输出信号Y(i,m)作傅里叶变换，然后在频域上乘共轭相位，最后通过频域RFT变换完成多目标的相干积累；通过弱目标搜索速度范围[
‑
v
max
,v
max
]，得到在速度
‑
距离单元二维平面上多目标的聚焦峰值，即可以准确估计多目标的参数信息；多目标的参数信息为距离单元和速度；其中v
max
为弱目标搜索速度的最大值。2.根据权利要求1所述的一种基于自适应多普勒滤波
‑
RadonFourier变换的水声多目标检测方法，其特征在于：所述步骤一中将主动声呐接收到的多目标多脉冲回波信号整理成二维矩阵，其中主动声呐接收到的多目标单次脉冲接收的信号为快时间维矩阵，主动声呐接收到的多目标多次脉冲接收的同一时延的信号为慢时间维矩阵；对二维矩阵进行下变频得到基带回波信号，对基带回波进行脉冲压缩，得到脉冲压缩后的时域快时间
‑
慢时间二维输出矩阵，以及脉冲压缩后的频域快时间
‑
慢时间二维矩阵；具体过程为：主动声呐周期性发射线性调频信号，表达式为：其中T
p
为脉宽，γ为调频率，γ＝B/T
p
；B为发射信号带宽，f
c
为中心频率；rect()为矩形脉冲函数，j为复数的虚部单位，t为主动声呐发射时间，t为主动声呐发射时间，为快时间，t
m
为慢时间，t
m
＝mT
r
,m＝1,2,
…
,M，M是发射的脉冲数，T
r
是脉冲重复间隔；对接收到的单目标多脉冲回波信号进行下变频，得到单目标多脉冲基带回波信号，表达式为：
其中A0为目标回波幅值，τ(t
m
)为传播延迟，τ(t
m
)＝2R(t
m
)/c，c为声波在水下的传播速度；R(t
m
)为目标距离，R(t
m
)＝R0+vt
m
，R0为目标初始距离，v为目标径向速度；当存在Q个匀速运动的目标，则多目标多脉冲基带回波信号为：其中q＝1,2,
…
,Q，Q为多目标数量；τ
q
(t
m
)为第q个目标的传播延迟，τ
q
(t
m
)＝2R
q
(t
m
)/c，R
q
(t
m
)为第q个目标的距离，R
q
(t
m
)＝R
0,q
+v
q
t
m
，R
0,q
为第q个目标的初始距离，v
q
为第q个目标的径向速度；对多目标多脉冲基带回波信号进行脉冲压缩后，时域输出信号为：其中A1＝A0BT
p
是第q个目标脉压后的幅值；对式(4)进行傅里叶变换后，得到脉冲压缩后的频域输出信号为：其中A2是第q个目标频域脉冲压缩后的幅值，f是快时间维频域上的频率。3.根据权利要求2所述的一种基于自适应多普勒滤波
‑
RadonFourier变换的水声多目标检测方法，其特征在于：所述步骤二中对步骤一脉冲压缩后的频域输出结果进行频域RFT变换，之后依次进行快时间维的逆傅里叶变换和慢时间维的傅里叶变换，得到强干扰的相干积累结果；通过强干扰搜索速度范围[
‑
v

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大军，侯开阳，滕婷婷，梅继丹，曹津铭，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
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