[发明专利]一种未知参量水声脉冲信号检测的方法

说明书

一种未知参量水声脉冲信号检测的方法，属于水声脉冲信号检测领域。现有的水声脉冲信号检测器所能检测的信号种类有限。一种未知参量水声脉冲信号检测的方法，包括：一、利用短时分数阶傅里叶变换处理接收到的信号；二、改进能量检测器，且将短时分数阶傅里叶阶数优选和改进的能量检测器联合处理步骤一处理后的信号，经分析可知，改进后检测器性能提高；三、通过恒虚警方法确定概率和门限的关系，从而根据所需的概率确定门限。四、判断步骤二处理后的信号与门限进行比较，判断是否存在信号；至此完成未知参量水声脉冲信。本发明与传统的检测器相比可以提高检测性能，在未知参量水声脉冲信号检测中可以具有很好的宽适用性和稳健性。

技术领域

本发明涉及一种水声脉冲信号检测方法，具体涉及一种未知参量水声脉冲信号检测的方法。

背景技术

在非合作条件下，由于无法确知脉冲信号是否存在，水声脉冲信号形式日渐多样化，且信号形式、波达方向、中心频率、持续时间、信号幅度和出现时刻等参数具有未知性和随机性，又常需要检测在较低信噪比条件下的信号，因此对未知参量水声脉冲信号进行检测目前仍是一个难题。在合作检测中，由于已知脉冲信号类型以及部分参数，我们可以设计有针对性的检测器，但对于非合作条件下的未知参量信号检测，针对每种可能的信号形式设计不同的检测器代价较高，并且不能适应新信号类型的出现，因此，构建一种具有稳健性和宽适应性的非合作条件下信号检测方法尤为重要。

国内外学者采用过多种方法解决这一问题，具有代表性的研究主要有：王晓燕([1]王晓燕，方世良，朱志峰.非合作水声脉冲信号的熵检测方法[C]//全国声学学术会议.2010.)提出了一种基于谱熵的非合作检测方法，该方法利用信号与噪声之间的统计特性差异，利用熵值的不同判断信号的有无，能达到较好的检测性能；张光普([2]张光普，梁国龙，范展.瞬时相关积分法及其在线谱检测中的应用[J]兵工学报，2011，32(1)：69-73.)提出了一种新的水声信号检测方法，瞬时相关积分法应用在水声信号检测中，提高了信号的检测性能。王彪([3]王彪，孙晓雯.一种有效抑制窄带干扰的水声直扩信号检测方法研究[J]科学技术与工程，2013，13(7)：1784-1788.)利用LMS窄带干扰抑制器和倒谱的改进方法联合检测水声直扩信号，能够在有窄带噪声干扰的情况下捕获直扩信号。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的水声脉冲信号检测器所能检测的信号种类有限的问题，而提出一种能够适用信号种类更多的具有稳健性和宽适应性的非合作条件下信号检测方法。

一种未知参量水声脉冲信号检测的方法，所述的方法通过以下步骤实现：

步骤一、利用短时分数阶傅里叶变换处理接收到的信号；

步骤二、改进能量检测器，且将短时分数阶傅里叶阶数优选和改进的能量检测器联合处理步骤一处理后的信号，经分析可知，改进后检测器性能提高；

步骤三、通过恒虚警方法确定概率和门限的关系，从而根据所需的概率确定门限。

步骤四、判断步骤二处理后的信号与门限进行比较，判断是否存在信号；

至此完成未知参量水声脉冲信。

本发明的有益效果为：

(1)在非合作条件下，由于先验信息缺失，该检测器实现对未知参量水声脉冲信号达到理想的检测效果；

(2)与传统的检测器相比可以提高检测性能，并且在低信噪比下仍具有很好的检测能力，该发明应用在未知参量水声脉冲信号检测中可以具有很好的宽适用性和稳健性。

附图说明

图1为本方法对应的算法流程图；

图2为改进前后检测器性能比较；

图3为检验统计量的概率密度函数；