[发明专利]一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法

说明书

本发明提供一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法，具体过程为：对阵列接收到的远场宽带完全极化信号进行采样，将当前感兴趣的扫描角所对应的空域时延消去，得到仅包含载频对应的时延部分并将其作为波束形成的权矢量，根据所述权矢量估算波束形成输出功率，再将不同扫描角对应的波束形成输出功率进行组合构建信号检验统计量；将所述统计量与波束扫描次数的倒数作对比，根据对比结果判定是否存在信号。该方法计算复杂度低，且能够准确的实现对信号进行检测。

技术领域

本发明属于阵列信号处理技术领域，尤其涉及一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法。

背景技术

目前，阵列信号检测被广泛应用于许多领域，如雷达、声纳、电子监视和认知无线电等。一般地，对于信号的检测均是基于恒虚警概率检测(CFAR)或广义似然比检验(GLRT)方法，常用的方法是基于波束扫描或空域滤波方法，在每个空域间隔进行信号检测。除此之外，许多学者也对基于能量的信号检测方法进行研究。

传统算法对阵列信号检测多以能量或波束输出功率为基础，提出基于上述输出能量的检验统计量进行信号检测。文献“Blind Energy-based Detection for SpatialSpectrum Sensing”提出基于电子导向寄生阵列(ESPAR)对接收信号进行检测，ESPAR相当于利用硬件实现波束扫描，然后在每个波束扫描区域求取波束形成的输出功率，将所有区域的输出功率进行整理得最大功率和最小功率作(MMEN)为检验统计量。该方法由于仅使用了最大和最小功率，遗漏了其余功率信息，导致信号检测性能有所损失。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法，该方法能够准确对信号进行检测。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法，具体过程为：

对阵列接收到的远场宽带完全极化信号进行采样，将当前感兴趣的扫描角所对应的空域时延消去，得到仅包含载频对应的时延部分并将其作为波束形成的权矢量，根据所述权矢量估算波束形成输出功率，再将不同扫描角对应的波束形成输出功率进行组合构建信号检验统计量；

将所述统计量与波束扫描次数的倒数作对比，根据对比结果判定是否存在信号。

进一步地，本发明估算出的波束形成输出功率为：

其中，表示指向角度Ψ^l的波束扫描权矢量，符号||·||表示范数，T表示采样得到的数据总数，“H”表示共轭转置，x(t)表示各个快拍数据构造的观测矢量，所述快拍数据由阵列接收到的远场宽带完全极化信号按时间进行采样得到；

所述统计量表示为

当统计量与1/L之差小于设定的阈值时，判定不存在信号，否则，判定存在信号，由此完成了信号的检测，L为波束扫描次数。

进一步地，本发明

当所述阵列为标量阵列时，

当所述阵列为极化阵列时，

其中，θ_k,φ_k,γ_k,η_k分别为信号的方位角、俯仰角、极化辅助角和极化相位差；

s_k(t)为入射的第k个远场宽带完全极化信号在第t时刻采样数据，为第k个宽带信号、第m个阵元相对于参考阵元的传播时延，f₀为载波频率。