[发明专利]一种水下弱目标检测方法

摘要

本发明提供了一种水下弱目标检测方法，将接收到的信号在计算机中进行被动时间反转处理，与预先估计的信道进行匹配，截取聚焦段信号，对聚焦段信号进行调制放大处理，对信号进行尺度变换转化为小参数信号后通过二阶随机共振系统进行处理，对输出信号进行尺度还原并检测。本发明将被动时间反转理论与随机共振理论结合起来，同时利用了时反方法将水下多径干扰转换为信号增益的优势，以及随机共振方法将部分噪声能量转移到目标信号中的特点，实现了更低信噪比下更高效的信号检测。

主权项

1.一种水下弱目标检测方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，接收阵元接收到信号其中，目标辐射声信号s(t)＝A_s sin(2πft)，A_s为信号幅值，f为信号中心频率；N表示发射点到接收点的声线总数，c_n表示第n条本征声线的幅值衰减，τ_n表示对应声线的时延，q(t)表示信号传输过程中加入的噪声，是均值为0、方差为d²的高斯白噪声；第二步，将接收到的信号在计算机中进行被动时间反转处理，与预先估计的信道进行匹配h(t)，得到第二次接收信号第三步，截取聚焦段信号其中，L为信号长度s，Lh为信道长度，c为N条本征声线的幅值衰减的平均值，被动时反处理后聚焦段信号位于时域信号(Lh:Lh+Ls‑1)处；第四步，用信号放大因子W对聚焦段信号进行调制放大处理，得到z_jsr(t)≈WNc²s(t)+Wcq(t)定义输入随机共振系统所需的外加信号最大幅值为A_sr，则信号放大因子第五步，将信号中心频率f缩小为原来的信号周期T_s扩大为原来的α倍，将信号转换为小参数信号s[l]＝A_msin(2πf_new(lαT_new))，其中，T_new＝αT_s，A_m表示小参数信号幅值；第六步，对于二阶随机共振系统模型采用4阶龙格‑库塔公式对其输出进行求解，得到其中，a、b、γ为二阶非线性系统参数，dξ(t)＝q(t)；第七步，将输出信号中心频率扩大α倍，信号周期缩小为原来的之后对信号进行傅里叶变换，观察输出信号频谱，基于奈曼‑皮尔逊准则，根据设定的阈值判断目标辐射信号中心频率点f是否突出，若超过设定阈值则认为突出，判定存在目标。