基于舷側(cè)陣波束形成與高分辨方法研究.pdf

1、潛艇和水面艦艇的隱身技術(shù)迅速發(fā)展，迫切需要大幅度提高水聲探測系統(tǒng)的作用距離，以實現(xiàn)對目標的遠程發(fā)現(xiàn)、可靠跟蹤和精確打擊。提高水聲探測系統(tǒng)作用距離的主要方法是采用由多個傳感器組成的寬孔徑低頻舷側(cè)陣，和研制能夠有效提高水聲微弱信號檢測和處理能力的信號處理機。所以，如何有效抑制水下航行器舷側(cè)陣所在空間的噪聲和干擾，提高水聲信號處理能力就成為了重要的研究課題。舷側(cè)陣的波束形成方法、高分辨方法和陣列誤差校準技術(shù)就是課題的重要研究內(nèi)容。 現(xiàn)

2、有的研究表叫，高階統(tǒng)計量具有優(yōu)越的性質(zhì)?？梢猿浞掷眠@些性質(zhì)有效抑制水聲環(huán)境均勻分布和離散的高斯噪聲，提取非高斯信號。在現(xiàn)階段相關(guān)領(lǐng)域?qū)Ω唠A統(tǒng)計量已經(jīng)有大量的研究，這為將高階統(tǒng)計量方法的優(yōu)越性融入陣列信號處理技術(shù)提供了良好的基礎(chǔ)。 論文圍繞高階統(tǒng)計量和陣列信號處理技術(shù)，研究內(nèi)容和取得的成果如下1.研究了常規(guī)波束形成和零點掃描技術(shù)。提出了一種基于高階累積量的波束形成方法。該方法不但利用陣列信號的相干疊加增強了輸出信號，還利用高斯噪

3、聲的高階累積量等于零這一性質(zhì)消除了陣元和空間噪聲，從而獲得了更高的基陣增益。 2.以基于四階累積量切片MUSIC方法為研究基礎(chǔ)，在此類方法中融入波束域方法，以進一步提高此類方法對目標的分辨能力。在研究過程中提出了波束域基于四階累積量切片MUSIC方法和偽波束域基于四階累積量切片MUSIC方法，理論分析與仿真結(jié)果均表明與陣元域的同類方法比較，上述方法的性能優(yōu)越，具有很強的噪聲抑制和空間信號分辨能力，是很有應(yīng)用價值的方法。并且可以預(yù)

4、見到，采用波束域和高階累積量的子空間類其它高分辨方法的性能將優(yōu)于同類陣元域方法。 3.研究分析了陣列信號四階累積量切片矩陣的共軛對稱性質(zhì)和Toeplitz性質(zhì)，提出了Toeplitz-Hermite化四階累積量切片MUSIC方法；將存在陣列誤差的高分辨方法穩(wěn)健性問題進行簡化處理，算法的運算量不大，效果卻很明顯。由于偽波束域基于四階累積量切片MUSIC方法本身具有增強陣列穩(wěn)健性的作用，可以將Toeplitz-Hermite校準方法