矢量傳感器陣高分辨方位估計及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、在人們迄今為止所熟知的各種能量形式中，在海水中聲波的傳播性能是最佳的。聲波兼具標量場和矢量場信息，但是長期以來，聲壓標量傳感器在水聲領(lǐng)域一直占據(jù)主導地位。矢量傳感器由聲壓傳感器和振速傳感器復(fù)合而成，可以空間共點、時間同步測量聲場的標量(聲壓)和矢量(聲壓梯度、質(zhì)點振速、加速度、位移等)信息，它的出現(xiàn)給水聲信號處理和聲吶技術(shù)的發(fā)展帶來了新的活力。在短短的幾十年中，矢量傳感器已成功應(yīng)用于弱信號檢測、目標定向、魚雷制導等領(lǐng)域。 本文在

2、回顧矢量傳感器波達方位估計技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，展開對二維矢量傳感器直線陣的二維高分辨方位估計技術(shù)及其穩(wěn)定性的研究。從理論上建立了二維矢量傳感器直線陣無模糊定向模型，對坐標系中沿各坐標軸排列的直線陣的方位估計性能進行了分析；針對二維矢量傳感器垂直線陣(振速Vx和Vy分別指向坐標系的X軸和Y軸，而傳感器陣位于Z軸)的數(shù)學模型，推導了其組合指向性的數(shù)學表達式及在該陣型下矢量傳感器陣的Bartlett波束形成器及矢量傳感器陣傳統(tǒng)MU

3、SIC高分辨算法的矩陣表示；首次給出三元二維矢量傳感器垂直線陣MUSIC算法的譜估計公式，同時給出了兩種矢量傳感器陣解相干的MUSIC算法；給出矢量傳感器陣誤差模型，研究了幅相誤差、陣元軸向偏差及多卜勒頻偏對矢量傳感器陣高分辨方位估計性能的影響，并采用小生境遺傳算法對相位誤差和波達方位進行聯(lián)合搜索。從理論和仿真試驗兩方面對上述模型及各種算法進行了研究。 文章最后給出湖試的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對本文提出的二維矢量傳感器線陣空間無模糊定向