一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法技术

本发明专利技术公开了一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法，包括以下步骤：(1)初始化数据处理参数、辐射噪声线谱信息矩阵及判定门限；(2)读取一帧线谱检测得到的线谱信息，更新辐射噪声线谱信息矩阵，辐射噪声线谱信息矩阵中的线谱信息包括线谱频率、检测次数、首次出现帧号、末次出现帧号以及干扰置信度；(3)根据当前线谱的检测次数及其占比，确定当前线谱的干扰置信度取值；(4)通过判断辐射噪声线谱信息矩阵中的线谱与当前线谱是否构成倍频关系，并更新辐射噪声线谱信息矩阵中的线谱干扰置信度；(5)当处理帧数达到一定数量时，根据辐射噪声线谱信息矩阵中的干扰置信度，判断当前线谱是否为干扰线谱。干扰线谱。干扰线谱。

【技术实现步骤摘要】
一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法


[0001]本专利技术涉及一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰技术，属于水声目标入射噪声信号特征提取与识别


技术介绍

[0002]声呐等水声系统利用水听器阵列接收水中声信号，实现水中目标检测、定位、识别等功能，其中目标识别和定位是尤为重要的环节，关系着指挥人员正确的判断和决策。由于设备本身以及环境中存在很多干扰，因此辐射噪声线谱检测中的抗干扰技术对于区分目标和干扰具有重要的支持作用。
[0003]水声目标识别主要通过提取目标特征量区分目标类型和种类信息。目标特征信息是目标原始数据中包含或可提取的能精确和简化表明目标状态和身份的信息。水声目标主要包括噪声、运动、尾流和几何结构等特征信息，不同水声目标的特征信息不同。潜艇等水下航行器和水面舰船在航行中不可避免地产生辐射噪声，因此水中目标的辐射噪声是目前被动声呐工作的主要信息源，辐射噪声的特征是被动声呐目标识别的主要依据。
[0004]但是，由于结构振动、电路噪声等干扰因素，水听器接收信号中可能存在有谐波关系的干扰或持续的固定干扰。针对以上两种干扰，本专利技术对被动声呐处理输出的线谱信息矩阵进行统计分析，计算该线谱信息矩阵中线谱的干扰置信度和干扰持续的时间，通过判断干扰置信度和干扰持续时间是否大于门限值，来判断线谱是否为干扰导致的线谱。

技术实现思路

[0005]技术问题：本专利技术的目的是针对辐射噪声线谱检测中的抗干扰问题，提供一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法。该方法先将检测到的所有线谱信息(线谱频率、检测次数、首次出现帧号、末次出现帧号)记录在线谱信息矩阵中，并根据检测次数、检测次数占比和谐波关系设定干扰置信度值。当线谱信息矩阵积累至一定时长后，根据当前线谱的置信度以及持续时间来判断该线谱源是否为干扰信号。在保证线谱检测概率不变的情况下，减小具有谐波关系的干扰和环境中的常量干扰，以达到降低虚警概率，达到抗干扰要求。
[0006]技术方案：本专利技术采用的一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，初始化数据处理参数、辐射噪声线谱检测信息矩阵、置信度最大值及判定门限；
[0008]步骤2，读取一帧辐射噪声线谱检测信息，包括线谱频率、检测次数、首次出现帧号、末次出现帧号，更新至线谱信息矩阵中，并且根据线谱的检测次数及其占比确定各线谱的干扰置信度取值；
[0009]步骤3，遍历当前帧辐射噪声线谱检测信息中的每一根线谱，若在辐射噪声线谱信息矩阵中与当前帧辐射噪声线谱检测信息中的线谱构成倍频关系的线谱个数超过门限值，则将辐射噪声线谱信息矩阵中对应线谱及其倍频线谱的干扰置信度取值设置为置信度最大值，否则干扰置信度取值保持初值；
[0010]步骤4，判断处理帧数是否达到处理帧数门限，若达到则进行步骤5，否则进入步骤6；
[0011]步骤5，遍历当前帧辐射噪声线谱检测信息中的每一根线谱，根据当前帧辐射噪声线谱检测信息中的线谱在辐射噪声线谱信息矩阵中对应的线谱干扰置信度，确定当前帧辐射噪声线谱检测信息中的线谱是否为干扰线谱，若干扰置信度大于置信度门限，且持续时间大于持续时间门限，则判定线谱是干扰，否则判定线谱为疑似目标线谱；
[0012]步骤6，若选择结束干扰处理，则结束处理，否则判定结束后返回步骤2继续读取下一帧的线谱检测信息。
[0013]其中，
[0014]所述步骤1初始化如下参数：
[0015]步骤1.1，设定采样率f
s
、频率分辨率Δf以及每一帧的检测时长T，辐射噪声线谱检测频率下限f
l
和检测频率上限f
h
；
[0016]步骤1.2，设定用于保存辐射噪声线谱信息的矩阵G，G为N行5列的矩阵，其中步骤1.2，设定用于保存辐射噪声线谱信息的矩阵G，G为N行5列的矩阵，其中其中为向上取整的符号；G的第一列为线谱频率f
n
，第二列为线谱检测次数M
n
，第三列为线谱首次出现帧号F
fn
，第四列为线谱末次出现帧号L
fn
，第五列为线谱干扰置信度B
n
；线谱信息矩阵第一列各元素的初始值为f
l
+(n
‑
1)
×
Δf，n＝1,2,3,
…
,N，其余四列初始值均赋为0；
[0017]步骤1.3，设定每帧检测出的线谱数最大值K
m
，处理帧数门限M
λ
，当前帧号为r，并令r＝1；
[0018]步骤1.4，设定辐射噪声线谱初始化置信度的检测次数门限γ，检测次数占比门限α
i
，β
i
,i＝1,2,3,4,5；
[0019]步骤1.5，设定辐射噪声线谱的置信度门限B
λ
，置信度最大值B
max
，倍频关系个数门限N
λ
，倍频个数上限值Q；
[0020]步骤1.6，设定辐射噪声线谱持续时间门限T1和持续时间门限T2；
[0021]步骤1.7，设定判断辐射噪声线谱相等或谐波关系时的允许误差f
ε
。
[0022]所述步骤2具体包括如下步骤：
[0023]步骤3.1，读取第r帧辐射噪声线谱检测信息，即线谱频率f
k
，k＝1,2,3,
…
,K，K表示当前帧检测出的线谱总数，且K≤K
m
；
[0024]步骤3.2，对第r帧检测到的K根线谱，若存在正整数p，且1≤p≤N，使得矩阵G第p行的元素满足|f
k
‑
f
p
|<f
ε
，则令M
p
＝M
p
+1，L
fp
＝r；此时，若F
fp
＝0，则令F
fp
＝r，否则F
fp
保持不变；若α
i
<M
p
/L
fp
<β
i
，且M
p
>γ,i＝1,2,3,4,5，则令B
p
＝i。
[0025]所述步骤3具体包括如下步骤：
[0026]步骤4.1，对矩阵G中的每根线谱f
n
，用N
n
表示矩阵G中与f
n
构成倍频关系的线谱数；若L
fn
>0，令N
n
＝0，变量j＝1，数组H的Q个元素初始化为0；
[0027]步骤4.2，若存在正整数q，2≤q≤Q+1，使得矩阵G中第j行的元素满足|q
×
f
n
‑
f
j
|<f
ε
且M
j
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1，初始化数据处理参数、辐射噪声线谱检测信息矩阵、置信度最大值及判定门限；步骤2，读取一帧辐射噪声线谱检测信息，包括线谱频率、检测次数、首次出现帧号、末次出现帧号，更新至线谱信息矩阵中，并且根据线谱的检测次数及其占比确定各线谱的干扰置信度取值；步骤3，遍历当前帧辐射噪声线谱检测信息中的每一根线谱，若在辐射噪声线谱信息矩阵中与当前帧辐射噪声线谱检测信息中的线谱构成倍频关系的线谱个数超过门限值，则将辐射噪声线谱信息矩阵中对应线谱及其倍频线谱的干扰置信度取值设置为置信度最大值，否则干扰置信度取值保持初值；步骤4，判断处理帧数是否达到处理帧数门限，若达到则进行步骤5，否则进入步骤6；步骤5，遍历当前帧辐射噪声线谱检测信息中的每一根线谱，根据当前帧辐射噪声线谱检测信息中的线谱在辐射噪声线谱信息矩阵中对应的线谱干扰置信度，确定当前帧辐射噪声线谱检测信息中的线谱是否为干扰线谱，若干扰置信度大于置信度门限，且持续时间大于持续时间门限，则判定线谱是干扰，否则判定线谱为疑似目标线谱；步骤6，若选择结束干扰处理，则结束处理，否则判定结束后返回步骤2继续读取下一帧的线谱检测信息。2.根据权利要求1所述的一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法，其特征在于，所述步骤1初始化如下参数：步骤1.1，设定采样率f
s
、频率分辨率Δf以及每一帧的检测时长T，辐射噪声线谱检测频率下限f
l
和检测频率上限f
h
；步骤1.2，设定用于保存辐射噪声线谱信息的矩阵G，G为N行5列的矩阵，其中步骤1.2，设定用于保存辐射噪声线谱信息的矩阵G，G为N行5列的矩阵，其中其中为向上取整的符号；G的第一列为线谱频率f
n
，第二列为线谱检测次数M
n
，第三列为线谱首次出现帧号F
fn
，第四列为线谱末次出现帧号L
fn
，第五列为线谱干扰置信度B
n
；线谱信息矩阵第一列各元素的初始值为f
l
+(n
‑
1)
×
Δf，n＝1,2,3,
…
,N，其余四列初始值均赋为0；步骤1.3，设定每帧检测出的线谱数最大值K
m
，处理帧数门限M
λ
，当前帧号为r，并令r＝1；步骤1.4，设定辐射噪声线谱初始化置信度的检测次数门限γ，检测次数占比门限α
i
，β
i
,i＝1,2,3,4,5；步骤1.5，设定辐射噪声线谱的置信度门限B
λ
，置信度最大值B
max
，倍频关系个数门限N
λ
，倍频个数上限值Q；步骤1.6，设定辐射噪声线谱持续时间门限T1和持续时间门限T2；步骤1.7，设定判断辐射噪声线谱相等或谐波关系时的允许误差f
ε
。3.根据权利要求1所述的一种辐射噪声线谱检测中的抗干扰方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：步骤3.1，读取第r帧辐射噪声线谱检测信息，即线谱频率f
k
，k＝1,2,3,
…
,K，K表示当前帧检测出的线谱总数，且K≤K
m
；步骤3.2，对第r帧检测到的K根线谱，若存在正整数p，且1≤p≤N，使得矩阵G第p行的元
素满足|f
k
‑
f
p
|<f
ε
，则令M
p
＝M
p
+1，L<...

【专利技术属性】
技术研发人员：安良，崔扬，方世良，朱传奇，王晓燕，曹红丽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：