專利名稱：一種頻域相干累加的線譜檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水聲信號處理方法，具體地說是一種線譜信號檢測方法。
背景技術(shù)：
被動聲納是根據(jù)目標(biāo)航行時發(fā)出的輻射噪聲來檢測目標(biāo)并判別目標(biāo)類型的。對線譜進(jìn)行高質(zhì)量的譜估計，將為目標(biāo)識別提供重要依據(jù)。線譜的檢測和提取一直是國內(nèi)外研究的重點。目前，線譜檢測通常是根據(jù)計算的周期圖的譜值進(jìn)行檢測的。線譜檢測方法分為兩大類利用單個時刻譜值的實時檢測法和利用多個時刻的數(shù)據(jù)推遲決策方法。線譜檢測最經(jīng)典的方法是直接將在某個方向上接收的信號經(jīng)濾波、解析變換等處理后計算周期圖，然后把輸出同設(shè)定門限進(jìn)行比較，判斷是否存在窄帶信號。該方法可以同時保證高檢測概率和較低的虛警概率。但由于單個時刻的信息有限，在低信噪比下不能同時得到高的檢測概率和低虛警概率。為了提高在低信噪比下線譜檢測、跟蹤和提取能力，可以利用多行的數(shù)據(jù)，推遲決策，即進(jìn)行LOFAR處理。往往將多種方法進(jìn)行組合，大體可以分為四類方法第一類是采用經(jīng)典的圖像處理方法。優(yōu)點是在譜線為直線時在低信噪比下有很強的提取能力，但當(dāng)譜線為曲線時效果差，對于寬的譜線還會出現(xiàn)一根譜線重建成多根譜線的情況。第二類采用了經(jīng)典的目標(biāo)檢測和跟蹤理論。LOFAR圖中噪聲背景下的譜線得到增強，但只能確定各點是否是譜線點，處理后的圖像并不能給出信號的任何相對或時變的幅度信息。第三類將線譜檢測和提取問題轉(zhuǎn)化為尋優(yōu)問題。該算法較好地解決了譜線中間出現(xiàn)斷點、隨機(jī)噪聲點干擾等線譜檢測中的難題，并提高了低信噪比下的線譜檢測和提取能力，但是譜線初始狀態(tài)對算法性能影響較大。第四類模擬人工從LOFAR圖中提取譜線的智能線譜檢測和提取方法。 由于在實現(xiàn)過程中對線譜識別方法進(jìn)行了優(yōu)化，并注重在線譜檢測的每個環(huán)節(jié)上設(shè)法降低計算量，使算法的計算量較小，適合于實時處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高對微弱的信號檢測能力的頻域相干累加的線譜檢測方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的第一步，依據(jù)信號場和噪聲場的時間相關(guān)特性，對接收信號x(t)進(jìn)行分段處理， 使各段信號間存在時延，時延量滿足大于噪聲的相關(guān)半徑，小于信號的相關(guān)半徑；第二步，將每個信號段Xi (t)內(nèi)部再分為若干子數(shù)據(jù)段(t)，允許每段的數(shù)據(jù)有部分的交疊；第三步，對信號進(jìn)行時延補償，首先將信號變換到頻域，Xij (t) β β f P Xij (jw)這里Xij(Jw)為Xij(t)的頻譜，再依據(jù)時延量在頻域?qū)π盘栠M(jìn)行相位補償，得到的變換域信號為
權(quán)利要求
1.一種頻域相干累加的線譜檢測方法，其特征是第一步，依據(jù)信號場和噪聲場的時間相關(guān)特性，對接收信號X(t)進(jìn)行分段處理，使各段信號間存在時延，時延量滿足大于噪聲的相關(guān)半徑、小于信號的相關(guān)半徑；第二步，將每個信號段Xi (t)內(nèi)部再分為若干子數(shù)據(jù)段Xu (t)，允許每段的數(shù)據(jù)有部分的交疊；第三步，對信號進(jìn)行時延補償，首先將信號變換到頻域，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻域相干累加的線譜檢測方法，其特征是所述時延量滿足大于噪聲的相關(guān)半徑、小于信號的相關(guān)半徑是指原始接收信號為x(t)，每個數(shù)據(jù)段的延時量τ要小于信號的時間相關(guān)半徑τ s，大于噪聲的時間相關(guān)半徑τη，即τ < τ < τηs則第i段數(shù)據(jù)為Xi (t) = x(t" τ j) τ j = (i-1) τ其中，i = 1,2, ·，Μ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種頻域相干累加的線譜檢測方法，其特征是所述允許每段的數(shù)據(jù)有部分的交疊是指若每一段數(shù)據(jù)重合一半時，這時的段數(shù)
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種頻域相干累加的線譜檢測方法。依據(jù)信號場和噪聲場的時間相關(guān)特性，對接收信號進(jìn)行分段處理，使各段信號間存在時延，時延量滿足大于噪聲的相關(guān)半徑、小于信號的相關(guān)半徑；將每個信號段內(nèi)部再分為若干子數(shù)據(jù)段，允許每段的數(shù)據(jù)有部分的交疊；對信號進(jìn)行時延補償；第四步，對各段信號累加，得到相干累加的輸出信號；第五步，將各個相干累加的輸出，進(jìn)行功率平均得本發(fā)明估計出的功率譜。本發(fā)明的主要思想是利用信號的相干性，將存在時延差的信號進(jìn)行相位補償，則信號形成同相相加，而噪聲因為相位是隨機(jī)的，不會形成同相相加，因而可以提高對微弱的信號檢測能力。
文檔編號G01S7/539GK102353952SQ201110148700
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者劉佳, 張海剛, 樸勝春, 石珺, 袁冬 申請人:哈爾濱工程大學(xué)