基于频率着色的被动声呐宽带能量检测方法

为了提高被动声呐宽带能量检测(CED)所能获得的目标分辨和检测能力,本文了提出基于频率着色的宽带能量检测办法。该方法将光的三原色(RGB)引入到被动声呐宽带能量检测中,将所处理宽带信号的波束输出按频率映射为不同的三原色色值,得到彩色波束输出矩阵,利用色光三原色加色法原理对彩色波束输出矩阵进行混色,获得宽带彩色输出,最终按时间并列输出得到彩色的方位时间历程图(BTR)。所提方法既保留了积分处理带来的处理增益,同时利用宽带目标信号的频率特征差异,利用颜色突出目标与干扰、目标与背景之间的差异,提高显示性能。数值仿真和实测数据结果表明:所提方法可以获得优于CED的多目标分辨和弱目标检测的能力。

基于目标过零特性与能量特性的声引信检测方法

利用目标出现引起的噪声波形单位时间过零点数均值与宽带能量的变化,提出了一种信号联合检测方法,用于被动声引信的微弱信号检测,以提高信号的检测性能。实验结果表明,提出方法较单纯的过零检测方法使信号增强5-8 dB,而较宽带能量检测方法能抑制噪声4-7 dB,算法运算量较小,在水中声引信系统具有良好的应用前景。

一种空-频联合最优滤波的被动宽带检测方法

常规宽带能量检测在多目标、强干扰环境下输出信噪比(SNR)降低,检测性能大幅度下降。针对此问题,该文提出一种将子阵导向最小方差(STMV)宽带空域自适应波束形成与频域Eckart滤波结合的空-频联合最优滤波宽带检测方法。该方法首先通过子阵导向最小方差波束形成进行空间自适应处理,利用自适应波束形成的干扰抑制能力在空域实现最优滤波;然后通过最大似然估计实时估计信号和噪声的功率谱,构造Eckart滤波对自适应波束形成的输出分配不同权重进行加权滤波,从而实现频域信噪比最大化。所提方法通过空-频联合最优滤波,降低空域旁瓣干扰和频带内噪声的影响,使得输出信噪比最大,从而有效地改善目标宽带检测能力,提高被动声呐的宽带检测性能。仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性。

分裂阵宽带相关检测在圆阵中应用

宽带能量检测作为一种非相关检测方法广泛应用于被动声呐中,但是在复杂环境下其检测性能迅速降低。为了实现分裂阵半波束在圆阵中的应用,本文通过对圆阵的半波束相位差推导和仿真,将分裂阵半波束应用于圆阵的宽带信号检测中,给出一种应用于圆阵的分裂阵宽带相关检测方法。该方法能有效地改善目标方位分辨率,提高被动声呐的宽带检测性能。仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性,易于工程应用。

水下运动声源的方位方差检测方法

为了提高对水下运动目标的检测能力,利用水下目标辐射信号与海洋环境噪声在空间分布特性上的差异,提出了一种方位方差检测方法。该方法采用时延估计法估计目标方位,对方位求方差以获得检验统计量。采用奈曼-皮尔逊准则,推导了该方法的检测概率关系式,得出了检测性能与信噪比关系曲线,并与宽带能量检测方法进行了比较,表明该方法的性能远优于宽带能量检测方法。理论分析和海上试验结果都验证了该方法的有效性。