[发明专利]一种频域自适应匹配滤波器方法

说明书

本发明提供的是一种频域自适应匹配滤波器方法。(1)对受噪声污染的接收信号x(t)进行处理，得到受噪声污染的接收信号x(t)和经典匹配滤波器脉冲响应函数h(t)的傅里叶变换结果X(ω)和H(ω)；(2)根据步骤(1)得到的傅里叶变换结果X(ω)和H(ω)，在频域进行经典匹配滤波器处理，得到匹配滤波器频域输出Y(ω)；(3)根据步骤(2)中的输出Y(ω)，在频域分别对其实部Re[Y(ω)]和虚部Im[Y(ω)]进行自适应线谱增强处理，得到频域自适应匹配滤波器的频域输出Y_ALE(ω)；(4)求出步骤(3)中频域输出Y_ALE(ω)的傅里叶逆变换，得到频域自适应匹配滤波器的时域输出结果y_ALE(τ)。本发明的方法可以在比经典匹配滤波器的检测阈更低的信噪比下更可靠地工作，使得从强干扰背景中检测弱目标成为可能，从而提高探测距离。

技术领域

本发明涉及的是一种匹配滤波器技术，是一种适用于通信、雷达、声呐等电子信息系统的信号检测的方法。

背景技术

在通信、雷达、声呐等电子信息系统中，尽管有各种各样的信号检测方法，匹配滤波器仍然是最常采用的经典检测器，它是在带限白噪声干扰条件下检测确知信号(所谓理想条件)输出信噪比最大的最佳线性滤波器。

从匹配滤波器诞生至今，学界从未停止对它的研究，但由于匹配滤波器早已被证明是理想条件下的最佳滤波器，人们对于它的改进多是针对特定干扰背景下的研究，然而从匹配滤波器本身的特性来改进其性能的研究却鲜有人问津。是否可以在理想条件下寻求到比最佳滤波器更佳的处理器呢？在线性运算及定常滤波范围内，匹配滤波器无疑是最佳的，不可能找到更佳的处理器。然而跳出定常滤波器的范畴，却有可能在自适应领域寻求到比匹配滤波器检测能力更强的检测方法。

在理想条件下，比最佳处理器更佳，这在检测领域无疑是重大的挑战，在主动声呐、雷达及通信中都将有重要的应用价值，为工程应用提供性能更高、更可靠的检测技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能更强，适用于通信、雷达、声呐等电子信息系统的频域自适应匹配滤波器方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)对受噪声污染的接收信号x(t)进行处理，得到受噪声污染的接收信号x(t)和经典匹配滤波器脉冲响应函数h(t)的傅里叶变换结果X(ω)和H(ω)；

(2)根据步骤(1)得到的傅里叶变换结果X(ω)和H(ω)，在频域进行经典匹配滤波器处理，得到匹配滤波器频域输出Y(ω)；

(3)根据步骤(2)中的输出Y(ω)，在频域分别对其实部Re[Y(ω)]和虚部Im[Y(ω)]进行自适应线谱增强处理，得到频域自适应匹配滤波器的频域输出Y_ALE(ω)；

(4)求出步骤(3)中频域输出Y_ALE(ω)的傅里叶逆变换，得到频域自适应匹配滤波器的时域输出结果y_ALE(τ)。

本发明还可以包括：

1、所述受噪声污染的接收信号为带限白色噪声干扰条件下的除到达时间及幅度未知外确知的宽带线性调频信号，x(t)表示为：

x(t)＝s(t)+n(t)

其中s(t)为确知宽带线性调频信号，n(t)为零均值平稳加性带限白噪声，t表示时间，ω表示角频率。

2、匹配滤波器频域输出Y(ω)表示为：

Y(ω)＝X(ω)·H(ω)

其中H(ω)是匹配滤波器的传输函数，为目标信号s(t)频谱的复共轭，若匹配滤波器输出信号瞬时功率信噪比峰值位置为t₀时刻，则