一种基于子频段的弱目标检测方法
2021-12-10楼万翔傅仁琦
楼万翔,傅仁琦,侯 觉
(中国船舶集团有限公司 第七一五研究所,浙江 杭州,310023)
0 引 言
在水下作战时,随着安静型/低噪声潜艇、声隐身水面舰等出现,降低了目标的辐射/反射噪声强度,使声呐系统探测能力快速下降。弱目标探测的难点在于干扰功率和背景噪声强度远大于弱目标噪声,干扰数的数量远大于弱目标数量。因此在被动声呐时间-方位历程(Bearing Time Recording,BTR)显示中,弱目标显示往往受到干扰目标和海洋环境背景噪声的影响,从而导致目标(特别是弱目标)的无法被检测和跟踪[1-2]。
为了提高弱目标的检测能力和显示效果,国内外已经对其做了大量的研究。M.Bono[3-4]提出了子频段峰值能量检测(Sub-band Peak Energy Detection,SPED)算法,该算法根据频率方位图信息,利用信号峰值的“空间一致性”,对每个子频段各个方位上的峰值能量进行求和作为波束输出,以改善声呐显示效果。文献[5 - 6]提出了一种波束域宽带峰值能量检测方法(Beam-domain Broadband Peak Energy Detection),该方法增强目标出现的波束显示强度,但是对于目标不存在的波束降低了显示强度,这有可能降低非目标所在波束的干扰,达到改善目标显示效果的目的。文献[7]提出一种利用Eckart后置处理滤波器来提高被动声呐宽带信号检测的方法。
本文综合利用文献[3, 7]的思想,利用子频段峰值检测和Eckart后置处理滤波器相结合,提出一种基于子频段的弱目标检测方法。仿真结果和海试数据分析结果表明,该方法能够有效提高弱目标的检测效果。
1 子频段峰值能量检测
假设声呐阵元接收到的时间快拍为x(n),对其作FFT转换到频率快拍X(f),其中n为时间快拍点、f为FFT频点。……
