[发明专利]一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置

说明书

本申请实施例公开了一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置，方法包括：接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；根据所述小幅值信号的参考单元的数目N₁^*和所述大幅值信号的参考单元的数目N₂^*，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。本申请实施例能自适应的抑制非均匀背景，在多目标干扰背景环境中的目标检测有更强的鲁棒性，在混响边缘背景环境中有更好的虚警控制能力。

技术领域

本发明涉及主动声呐混响抑制领域。尤其涉及一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置。

背景技术

在主动声呐目标检测中，混响是影响检测性能的主要干扰之一。混响是声波经水下散射体散射叠加而成的，在浅海环境下，海底的礁石、山脊及水中的鱼群等会造成强混响干扰；水体混响和界面混响等不同混响之间的混响背景功率突变会造成混响边缘干扰；高分辨率声呐当以低掠射角探测时，如果水中存在较大物体，由于其遮挡而在阴影部分没有回波从而形成阴影干扰。以上三种非均混响会对有源声呐的目标检测造成很大的影响，因此如何消除非均匀背景的影响、实现主动声纳在浅海环境下对水下目标的稳健检测是声呐工作者亟待解决的一个问题。

目前，混响抑制方法主要包括：声呐波形设计，空域滤波，空时联合处理，抗混响检测器设计等。由于干扰目标的多普勒频率和浅海慢速目标多普勒频率接近，且由于多普勒频率分辨率和空间角度分辨率的限制，声呐波形设计，空域滤波和空时联合处理很难对混响抑制做到普适应和彻底性。现有抗混响检测器主要包括有序统计恒虚警(OrderStatistic-Constant False Alarm Rate，OS-CFAR)检测器和自动删除平均恒虚警(Automatic Censored Cell Averaging-Constant False Alarm Rate，ACCA-CFAR)检测器，OS-CFAR需要干扰目标数的先验知识，这限制了该检测器在实际工作中的使用，ACCA-CFAR在混响边缘中虚警率控制能力不理想。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本申请实施例提出一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置。

第一方面，本申请实施例提出一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置，包括：

接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；

确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；

根据所述小幅值信号的参考单元的数目N₁^*和所述大幅值信号的参考单元的数目N₂^*，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；

根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。

在另一个可能的实现中，所述确定所述参考单元中的小幅值信号的的参考单元，包括：

将所有参考单元从小到大排序；

根据前n₁^*个参考单元，确定小幅值信号的功率σ₁，n₁^*≤N；所述小幅值信号包括均匀混响或阴影干扰；

确定第n₁^*+1个参考单元的功率与所述小幅值信号的功率σ₁的比值R₁；