[发明专利]一种水底目标探测的混响抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于水声技术应用领域，具体涉及一种水底目标探测的混响抑制方法。

背景技术

水底目标探测与识别在国防建设与国民经济领域具有重要的作用，是各国水声技术机构研究的重点内容。水下目标探测一直是水声技术研究的主要课题之一，沉底/掩埋目标探测更是世界级难题。采用主动声呐进行水底目标探测时，混响是最重要的干扰。目标回波主要是入射声波与目标声散射场的线性作用产生的，目标回波的信号性质可以根据主动声纳发射信号进行预测。而混响产生机理是海洋中存在的海洋边界（包括海底、海面、分界面）及大量无规则散射体（如泥沙、岩石、鱼群等）对发射信号产生的散射，在接收点处散射波信号进过迭加形成。因此，混响与目标回波信号之间存在关联性，这使得抑制混响成为一个难题。截至目前，除了较为传统的波束形成、匹配滤波等方法外，越来越多的混响中检测目标回波的方法被研究和开发出来，如：主元逆法、分段匹配滤波器法、时间反转法等。然而，大多数方法都需要获得关于海洋声学环境的先验知识或关于浅海混响场的背景参数。这在实际海洋开发工程应用中是很难实现的。

发明内容

本发明的目的在于针对主动声呐抗混响问题，提供了一种水底目标探测的混响抑制方法。

本发明的目的是这样实现的：

（1）对观测信号进行时频域盲分离：

利用源信号在时频分布上的差异，根据源信号在时频域上的相关性分离各个信源，时频域盲分离的目标函数为，

其中，x是观测信号矩阵，D_xx(t,f)是观测信号的时频相关函数矩阵，t与f分别代表时间与频率单元，是时频核函数，m与l是时延因子，估计源信号混合矩阵W的方法为，通过联合对角化方法求解使D_xx(t,f)转化为对角阵的酉矩阵U，则混合矩阵W为W＝U^#B，其中B为白化矩阵，估计的源信号矩阵为s＝Wx；

（2）计算流盲分离结果的时频分布指标：

时频分布指标包括：WVD-Radon变换峰值数目、峰值间距、WVD-Radon变换峰值与总能量比、峰值区域半功率宽度，

亮点对应的WVD-Radon变换峰值间距d为：

d=cosθ·Lcfs,]]>

其中，L为两个几何亮点间的几何距离，c为水中声速，f_s为采样频率，

θ=arctan[tfs(fH-fL)/fs·N],]]>

其中，L为两个几何亮点间的几何距离，c为水中声速，f_s为采样频率。θ的计算方式为，