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时空域联合的水下未知线谱目标检测方法

王逸林 马世龙 邹男 梁国龙

王逸林, 马世龙, 邹男, 梁国龙. 时空域联合的水下未知线谱目标检测方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(7): 1682-1689. doi: 10.11999/JEIT180796
引用本文: 王逸林, 马世龙, 邹男, 梁国龙. 时空域联合的水下未知线谱目标检测方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(7): 1682-1689. doi: 10.11999/JEIT180796
Yilin WANG, Shilong MA, Nan ZOU, Guolong LIANG. Detection of Unknown Line-spectrum Underwater Target Using Space-time Processing[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(7): 1682-1689. doi: 10.11999/JEIT180796
Citation: Yilin WANG, Shilong MA, Nan ZOU, Guolong LIANG. Detection of Unknown Line-spectrum Underwater Target Using Space-time Processing[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(7): 1682-1689. doi: 10.11999/JEIT180796

时空域联合的水下未知线谱目标检测方法

doi: 10.11999/JEIT180796
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC1400101),国家自然科学基金(11504064),黑龙江省归国人员科学基金 (JJ2016LX0051)
详细信息
    作者简介:

    王逸林:男,1979年生,研究员,博士生导师,研究方向为水声信号处理、水下声信号被动探测等

    马世龙:男,1987年生,博士生,研究方向为阵列信号处理、水下目标被动探测

    邹男:男,1986年生,讲师,硕士生导师,研究方向为水声信号处理、水下目标被动探测等

    梁国龙:男,1964年生,教授,博士生导师,研究方向为水声信号处理、水下目标被动探测等

    通讯作者:

    邹男 zounan@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TB566

Detection of Unknown Line-spectrum Underwater Target Using Space-time Processing

Funds: The National Key R&D Plan(2016YFC1400101), The National Natural Science Foundation of China (11504064), Heilongjiang Provience Scientific Research Foundation for Returned Scholars (JJ2016LX0051)
  • 摘要: 水下线谱目标被动检测中,目标辐射线谱信号的方位、频率、个数等信息通常未知,且线谱检测性能容易受到宽带干扰及背景噪声的影响。针对此问题,该文提出一种时空域联合的未知线谱目标检测方法(STJD)。首先,利用线谱信号的相干特性,构建了一种能够自主匹配未知线谱信号的时空域联合滤波器,用以滤除接收信号中的宽带背景干扰及噪声。之后,对滤波信号进行常规频域波束形成得到空时2维波束输出,其具有相对纯净的线谱谱峰。在此基础上提取线谱并利用线谱信息计算空间方位谱,进而实现对线谱目标的检测。理论推导及仿真结果表明该文方法能够对未知线谱信号进行最小均方误差意义下的时空滤波,并能充分地利用线谱信息进行线谱目标的被动检测。与已有基于线谱特征的线谱目标检测方法相比,该文方法对信噪比(SNR)的要求较低,在多目标、多线谱等复杂情况下具有较好的线谱目标检测性能。
  • 图  1  阵列接收信号示意图

    图  2  $i $ 路时空2维线谱增强器结构图

    图  3  时空域联合的水下未知线谱目标检测方法框图

    图  4  时空滤波前后的方位频率2维波束输出

    图  5  信噪比为–20 dB时各方法波束输出

    图  6  信噪比为–30 dB时各方法波束输出

    图  7  多目标多线谱情况下各方法性能对比

    图  8  不同SNR下的各方法ROC曲线

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-16
  • 修回日期:  2019-02-26
  • 网络出版日期:  2019-03-23
  • 刊出日期:  2019-07-01

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