[发明专利]一种弱信号目标检测的优化方法

摘要

本发明涉及一种弱信号目标检测的优化方法，其具体步骤如下：(1)读取离散化后的输入信号；(2)对信号x(n)进行四重自相关；(3)计算相关函数的频谱；(4)由相关信号的频谱，根据信号的频谱与自相关函数频谱的关系，由四重相关信号频谱计算信号x₁(n)的频谱；(5)计算匹配滤波器的传输函数；(6)求信号经过匹配滤波器的频谱；(7)采用多正弦窗进行谱估计；(8)将信号频谱还原为时域信号。本发明方法利用四重相关和三谱分析，实现高阶矩范围内信号处理，采用匹配滤波器求信号经过匹配滤波器滤波后的频谱，该滤波器能够给出最大的信噪比。采用多正弦窗进行谱估计，对谱图会有一定的平滑效果；同时能够保证一定的频率分辨能力。

主权项

1.一种弱信号目标检测的优化方法，其特征在于：其具体步骤如下：(1)读取离散化后的输入信号：x(n)n＝0，1，2......N‑1，其中N为信号x(t)的采样点数；(2)对输入信号x(n)进行四重自相关，具体方法为，设信号x(n)包括有用信号s(n)和随机加性噪声u(n)，信号表达式为：x(n)＝s(n)+u(n)，首先对输入信号x(n)进行二重自相关：根据信号与信号相关，信号与噪声的不相关性，有：即：rxx(m)＝rss(m)，表明含噪信号x(n)的二重相关近似等于有用信号s(n)的二重自相关；信号x(n)的三重自相关可表示为：根据rxx(n)与s(n)相关，rxx(n)与噪声的不相关性，有：rxxx(m)＝rsss(m)表明含噪信号x(n)的三重相关近似等于有用信号s(n)的三重自相关；同理，可得，信号x(n)的四重相关可表示为：rxxxx(m)＝rssss(m)即含噪信号x(n)的四重相关近似等于有用信号s(n)的四重自相关；(3)计算相关函数rxxxx(m)和输入信号x(n)的频谱：其中，ω_k表示离散频域，j表示虚数单位；(4)由相关信号的频谱，根据信号的频谱与自相关函数频谱的关系，利用公式由四重相关信号频谱计算有用信号s(n)的频谱；(5)计算匹配滤波器的传输函数：当线性滤波器传输函数为输入信号频谱函数的复共轭时，该滤波器能够给出最大的信噪比，这种滤波器称为匹配滤波器；匹配滤波器的传输函数为：H(ωk)＝X*(ωk)，其中，X*(ωk)是X(ωk)的复共轭；(6)求信号经过匹配滤波器的频谱：经过滤波后的信号x1(n)的频谱为：X1(ωk)＝S(ωk)H(ωk)(7)采用多正弦窗进行谱估计：窗函数取为：设K为正弦窗数量，μk为第k个正弦窗的加权系数，则经过滤波后的信号x1(n)的多正弦窗谱估计为：其中为第i个特征谱；而所以多正弦窗谱估计可表示为：(8)将信号频谱还原为时域信号：