空間色噪聲下信號頻域檢測方法性能分析

王 靜 黃建國 焦亞萌

(西北工業大學 航海學院，西安 710072)

空間色噪聲下信號頻域檢測方法性能分析

王 靜 黃建國 焦亞萌

(西北工業大學 航海學院，西安 710072)

水下小孔徑陣列的應用環境是色噪聲環境，針對超增益波束形成方法在色噪聲環境下噪聲協方差矩陣估計偏差使陣列空間增益不能達到最大的問題，提出了一種頻域超增益波束形成方法(FSD，Super-Directive beam forming in Frequency domain)，該方法將寬帶接收數據分成多個子帶，在每個子帶內分別估計噪聲協方差矩陣，降低了噪聲協方差矩陣的估計偏差，并使用估計得到的噪聲協方差矩陣對接收數據解相關.最后使用空間譜檢測器檢測微弱目標信號.實測噪聲數據的仿真結果表明，空間有色噪聲環境中FSD方法的檢測性能優于傳統的時域超增益波束形成方法(TSD，Super-Directive beamforming in Time domain)2 dB，優于頻域最小方差無畸變響應(FMVDR，Minimum Variance Distortionless Response in Frequency domain)波束形成方法2 dB.

色噪聲;頻域;檢測;超增益

為了實現對微弱信號的檢測，陣列信號處理往往要求獲得時間上和空間上的最大增益.時間處理的增益通過噪聲抵消、時間預白化等實現，對于水下復雜噪聲環境，如果噪聲帶寬與目標輻射信號帶寬重合，這類方法實現難度很大.被動系統中，利用信號和噪聲的空域特性的差別，通過陣列接收波束形成，抑制噪聲以提高陣元接收端信噪比.提高空域增益的有效方法就是增大陣列孔徑，但對于實際應用環境而言，增大陣列孔徑要受工作尺度制約，所以往往不現實，因此研究基于小孔徑陣……