瞬时频率方差加权导向最小方差波束形成检测器

陈阳，赵安邦，王自娟，惠俊英

(哈尔滨工程大学 水声技术国家级重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001)

阵列信号处理诞生几十年来，已发展出许多成熟、系统的理论和技术［1-2］，但由于实际声呐环境的复杂性，仍存在需要改进的地方.本文致力于提高基阵对线谱目标的检测能力，仿真和海试表明改进的方法能有效检测强干扰背景下线谱目标.

声呐视野中通常存在多个目标，波束主瓣接收了期望目标的信号，同时其旁瓣也接收了其他目标的信号，成为探测期望目标的干扰，称为“多目标干扰”.此时，理论上最佳阵列处理器是最小方差无畸变(minimum variance distortionless response，MVDR)波束形成器［3］.

对于线谱，瞬时频率方差(variance of instantaneous frequency，VIF)［4］的估计值可作为检测统计量用于信号检测，在理想信道白噪声背景下的检测性能略低于最佳处理器(匹配滤波器)，但差别很小.瞬时频率方差检测器的虚警率与干扰背景的能量起伏无关，因而在非平稳的干扰背景和信道中具有很好的稳健性［5］.

水中航行器辐射噪声中线谱的谱级信噪比通常较连续谱高许多［6］，如果充分利用这一特性，可以有效提高系统的检测性能.宽带信号分频带处理进行融合时，按各频带的信噪比进行加权是最优的［7］.然而在实际应用中，线谱频率未知，各频带的信噪比也无法得知，因而一般假设各频带信噪比相同，即各频带的权相同;而由于线谱能量在宽带信号能量中所占比例很小，所形成的高性能空间谱被其他低信噪比频带形成的……