一种基于MIMO的高分辨水下目标探测装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于MIMO的高分辨水下目标探测装置及方法。该发明在水声环境中通过发射换能器阵发射的多个相互正交探测波形，主动探测潜在目标，接收水听器阵接收目标回波。通过MIMO处理，建立了MIMO框架的检测和估计方法，获取波形分集增益和虚拟阵孔径的扩展。本发明提出的基于MIMO的水下目标探测方法，在水声目标探测时能够获得比常规相控更高的检测分辨率和参数识别性能。

主权项

1.一种基于MIMO的高分辨水下目标探测装置，其特征是，包括：信号发射机，用于发射正交信号；功率放大器，用于将正交信号进行功率放大；发射换能器阵，用于将放大后的正交信号由电信号转化为声信号，并将声信号发射至欲探测水域；接收水听器阵，用于接收所述发射换能器阵发射的声信号的回波，并将所述声信号的回波转换为电信号；信号接收机，用于接收并存储所述接收水听器阵所转换的电信号；信号处理器，用于接收来自信号接收机收的电信号，并对该电信号进行MIMO处理，得到MIMO波束模式；利用式(1)对MIMO波束模式进行估计，得到潜在目标的方位，然后利用式(2)所示的广义似然比检测器检测所述潜在目标的方位上是否真实存在目标：$\hat{\theta }=\arg \underset{\theta ,\alpha }{\min }Q\left(\theta \right)---\left(1\right)$$Q\left(\hat{\theta }\right)\begin{array}{c}\stackrel{H_1}{\ge }\\ \underset{H_0}{<}\end{array}\delta ---\left(2\right)$式(1)和(2)中，Q(θ)为MIMO波束模式，θ为目标可能存在的所有方位，α是目标的反射系数，为估计出的潜在目标的方位，为估计出的潜在目标方位上的波束模式值，H₀表示所估计出的潜在目标的方位上不存在真实的目标，H₁表示所估计出的潜在目标的方位上存在真实的目标，δ为广义似然比检测器的检测阈值。