浅海环境抗混响弱信号检测技术探索

"抗混响弱信号检测技术研究"这篇硕士学位论文由胡浩涵撰写，专注于信号与信息处理领域，由方世良教授指导，完成于2009年。论文主要探讨了在混响环境下如何有效地检测微弱信号，特别是针对浅海环境中的水下小目标探测问题。混响是主动声纳面临的主要干扰，它与信号高度相关，导致在强混响背景下的匹配处理容易产生虚警。因此，抑制混响并减少虚警成为混响背景下的关键挑战。 论文首先深入研究了时空主分量反演（STPCI）方法，这是一种用于目标同波子空间与混响噪声子空间分离的技术。通过这种方法，即使在强混响环境中也能检测到弱目标回波信号，同时提升了对低(零)多普勒频移弱目标信号的检测性能。STPCI处理相比传统的时域PCI算法表现更优，且对信号的时频特性影响较小。 其次，论文探讨了分数阶Fourier变换（FRFT）在时频域的应用，利用其对线性调频（LFM）信号能晕聚集特性的识别，来抑制干扰并检测信号。实测海试数据显示，该方法能有效抑制混响并提高检测效果。 最后，论文提出了一种结合STPCI和FRFT的空时联合处理方法。此方法首先通过宽带波束形成处理阵元域数据，然后应用STPCI抑制混响，接着进行FRFT变换，最后在分数阶域进行检测判决。这种方法结合了STPCI的混响抑制能力和FRFT对LFM信号的良好检测性能，能够在各种信混比条件下有效抑制混响，提供出色的检测结果。 关键词：混响、弱目标检测、时空主分量反演、分数阶傅立叶变换 这篇论文为混响环境中的信号检测提供了创新解决方案，通过STPCI和FRFT的结合，显著提高了在强混响背景下的信号检测精度和抗干扰能力，对于提升水下声纳系统的性能具有重要意义。