寬帶水聲陣列信號(hào)處理的原理及方法研究.pdf

1、寬帶陣列信號(hào)處理是水聲信號(hào)處理的一個(gè)主要研究方向,但是寬帶水聲信號(hào)的處理遠(yuǎn)比窄帶信號(hào)復(fù)雜的多.該文將致力于研究寬帶陣列信號(hào)處理中關(guān)于寬帶相干干擾的抵消、寬帶基陣設(shè)計(jì)和寬帶方位估計(jì)等問題.提出了三元陣及多元陣的信號(hào)相位匹配原理,推導(dǎo)了利用信號(hào)相位匹配原理的空間信號(hào)估計(jì)公式,給出了信號(hào)相位匹配原理的物理意義及幾何解釋,分析了信號(hào)相位和噪聲幅度起伏對(duì)信號(hào)估計(jì)性能的影響.提出了利用信號(hào)相位匹配原理的寬帶相干干擾的抵消方法,推導(dǎo)了存在相干干擾時(shí)的

2、信號(hào)估計(jì)公式,推導(dǎo)了陣元間距必須滿足的條件.對(duì)抵消相干干擾的性能做了詳細(xì)的分析.理論及仿真結(jié)果表明,該原理在抵消寬帶的、未知方位的相干干擾時(shí)具有優(yōu)異的性能.提出了一種簡單、易于實(shí)現(xiàn)的恒定束寬波束形成器設(shè)計(jì)方法,該方法對(duì)陣形和陣元指向性沒有任何限制;分別提出了基于陣列接收數(shù)據(jù)重采樣、基于DFT插值和自適應(yīng)綜合的三種具有頻率不變波束圖的寬帶波束形成器設(shè)計(jì)方法,對(duì)于每一種設(shè)計(jì)方法都給出了一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例并做了性能分析;提出一種基于DFT插值的簡化

3、線性約束最小方差寬帶自適應(yīng)陣列算法,該方法可以大大降低自適應(yīng)陣列的運(yùn)算量.提出了利用信號(hào)相位匹配法的寬帶信號(hào)方位估計(jì)方法并從仿真和實(shí)驗(yàn)兩方面對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證;提出了基于DFT插值的和基于頻率不變響應(yīng)波束域的兩種寬帶信號(hào)高分辨方位估計(jì)算法,這兩種方法在進(jìn)行方位估計(jì)時(shí)均不需要進(jìn)行方位預(yù)估,從而避免了因角度預(yù)估可能帶來的估計(jì)偏差;最后提出了一種提高均勻線列陣方位估計(jì)性能的時(shí)空平均法,該方法可適用于多數(shù)窄帶或?qū)拵У奶卣鹘Y(jié)構(gòu)類高分辨方位估計(jì)算法中.