[发明专利]一种提高主动目标检测信噪比的方法

说明书

本发明公开了一种提高主动目标检测信噪比的方法，适用于主动目标的检测使用。其通过设定主动目标的尺度和速度范围，设计若干拷贝信号并逐一与接收信号进行匹配滤波操作；通过在以上各匹配滤波结果中搜索最大值，获得与主动目标回波信号最匹配的尺度和速度信息，并由此设计拷贝信号；利用该优化的拷贝信号与回波信号再次进行匹配滤波操作，即可提高主动目标检测的信噪比。通过拷贝信号的优化设计，有效提高匹配滤波结果的信噪比，从而提高主动目标的检测能力。

技术领域

本发明涉及一种提高主动目标检测信噪比的方法，尤其适用于主动目标的检测使用的提高主动目标检测信噪比的方法。

背景技术

信号检测是声呐、雷达等探测设备的一项重要工作。主动声呐或雷达发射某特定形式的声波或电磁波，并对目标的反射回波进行信号检测、特征提取，从而实现对主动目标的定位、分类和跟踪。经典检测理论指出，在白色高斯噪声背景中检测已知信号的最佳接收机是匹配滤波器，它也是声呐等很多检测系统中常用的、最基本的接收机。匹配滤波器的响应函数是被匹配信号u(t)的延迟共轭镜像波形，则u(t)也称为匹配滤波器的拷贝信号或参考信号。对于一般输入信号r(t)，匹配滤波器的输出是y(t)＝R_vu(t₀-t)，其中，R_vu为信号r(t)对u(t)的互相关值。t＝t₀时，y(t₀)＝R_vu(0)，因此匹配滤波器相当于一个能计算互相关函数的互相关器。

在实际应用中，拷贝信号u(t)一般为主动声呐或雷达系统中的发射信号。但由于复杂的信道影响、严重的背景干扰等原因，且近年来主动目标声隐身能力有了长足进步，将常规的匹配滤波方法用于主动目标检测已不能满足主动检测系统的功能要求。如何改进主动目标的检测能力，尤其是匹配滤波处理的性能，是目前研究的热点问题之一。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，提供一种提高主动目标检测信噪比的方法，该方法通过拷贝信号的优化设计，有效提高匹配滤波结果的信噪比，从而提高主动目标的检测能力。

为实现上述技术目的，本发明的提高主动目标检测信噪比的方法，使用主动声呐向水中发射声信号，此信号在水中传播时遇到主动目标产生回波信号，其发射信号选取为线性调频信号或双曲调频信号，发射信号的脉宽为T秒，下限频率为f₁赫兹，上限频率为f₂赫兹，主动声呐系统的采样频率为f_s赫兹，声波在水中的传播速度为c米/秒；主动目标的径向速度为v米/秒，尺度为l米；接收信号的信噪比为A分贝；

步骤如下：

首先设定主动目标的尺度范围，并在主动目标的尺度范围内抽取M个尺度值；然后设定主动目标的速度范围，并从该范围内抽取N个速度值；利用主动声呐发射信号所构成的时间序列x构造序列X_i；将序列X_i进行变采样处理以获得对应于每一个速度的拷贝信号序列X_ij；之后将主动声呐发射上述发射信号后接收的回波信号序列R与拷贝信号序列X_ij进行匹配滤波操作并取最大值得到一个大小为M×N的矩阵；矩阵中的最大值位置第m行和第n列即为匹配峰值最大的位置；利用序列X_i构造序列Y，对序列Y进行变采样处理获得拷贝信号序列U；将主动目标检测系统接收的回波信号序列R与拷贝信号序列U进行匹配滤波操作，即可提高主动目标检测的信噪比。