[发明专利]一种基于干扰阻塞算法的目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于干扰阻塞算法的目标检测方法，所述方法包括：对间距为d的N元等间隔水平线阵设置一个从θ₀入射的强干扰；获取水平线阵K组采样数据经干扰阻塞后的K组数据，计算K组数据的协方差矩阵；根据协方差矩阵和波束形成加权因子计算线阵在θ处的空间谱，利用干扰阻塞后波束形成修正因子对空间谱进行修正，得到修正后的空间谱；根据线阵修正后的空间谱实现目标检测。本发明的方法通过修正因子减小干扰阻塞算法对线阵输出总能量和信号造成的衰减区间，提高了该算法在原衰减区间的检测性能，在抵消主瓣内强干扰时，原衰减区间的弱目标被有效检测，提高了干扰阻塞算法抗干扰性能和检测性能。

技术领域

本发明涉及声纳信号处理领域，特别涉及一种基于干扰阻塞算法的目标检测方法，可以减小输出总能量和信号衰减区间。

背景技术

在复杂多变的水声环境中，均匀线列阵接收数据中真实的目标信号往往被强干扰所掩盖，使得目标检测与跟踪非常困难。研究如何将强干扰进行抑制从而提高对微弱目标的检测能力显得尤为重要，尤其是当存在主瓣干扰时。

为了抵消主瓣干扰，许多方法被提出。如自适应极化滤波方法(adaptivepolarization filter method)，基于大孔径辅助天线方法(large aperture auxiliaryarray method)，阻塞矩阵(blocking matrix)方法，特征投影矩阵(eigen-projectionmatrix)方法等。在这方法中还存在一些待改善的方面，如自适应极化滤波方法对不同极化宽带干扰效果不好，且自适应加权计算复杂度大；大孔径辅助天线方法需要布防空间较大、不便于工程实现；阻塞矩阵方法会对接收阵造成一定自由度损失，降低部分区间检测性能；特征投影矩阵方法需要精确的主瓣干扰方位，对抗相干干扰性能差、鲁棒性差，且需要进行特征分解、计算复杂度大。因运算量小，常被工程应用的阻塞矩阵方法最早由S J Yu提出，被用于克服波束形成时协方差矩阵估计信号混入问题，其后被用于抗干扰方面的研究。苏保伟等人首先将阻塞矩阵方法应用于主瓣抗干扰；王纯等人提出基于Householder变换构建干扰阻塞矩阵的方法；陈辉等人将阻塞矩阵法应用于强干扰背景下弱信号的估计中，提高了弱信号的检测概率和估计精度；罗丁利等人针对分布式目标信号将阻塞矩阵方法进行改进，使之在目标信号方向形成比较宽的凹口，提高算法的稳健性；苏成晓等人在此基础上实现了弱信号二维DOA估计；虽然高阳等人针对主瓣干扰情况，采用输出信号干噪比(Signal to Interference and Noise Ratio，SINR)增益、抗干扰输出波束图等对抗干扰性能进行衡量，分析了阻塞矩阵抗干扰方法存在的问题及适用性，但并未给出详细的衰减区间分析、相应影响因子和改善方法。

在干扰阻塞算法应用中，鲜有公开资料对干扰阻塞算法衰减区间进行详细分析。

发明内容

本发明的目的在于克服目前干扰阻塞算法应用中存在的上述缺陷，提出相应的改善方法，以便减小干扰阻塞算法输出总能量、信号和噪声衰减区间，提高该算法在相应方位区间的检测性能。

本发明提出了基于改进的干扰阻塞算法的目标检测方法，该方法在抵消主瓣内强干扰时，通过修正因子减小干扰阻塞算法对线阵输出总能量和信号造成的衰减区间，提高了该算法在原衰减区间的检测性能，对原衰减区间的弱目标实现有效检测，提高其抗干扰性能和检测性能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于干扰阻塞算法的目标检测方法，所述方法包括：

对间距为d的N元等间隔水平线阵设置一个从θ₀入射的强干扰；

获取水平线阵K组采样数据经干扰阻塞后的K组数据，计算K组数据的协方差矩阵；

根据协方差矩阵和波束形成加权因子计算线阵在θ处的空间谱，利用干扰阻塞后波束形成修正因子对空间谱进行修正，得到修正后的空间谱；

根据线阵修正后的空间谱实现目标检测。