矢量阵宽带波束形成和自适应相关器研究

论文摘要

本文分别讨论和研究了矢量阵宽带波束形成和相干多途信道中的自适应相关技术。第一部分在介绍声压阵和矢量阵阵列信号处理的数学模型的基础上,研究了基于矢量阵的常规波束形成、非相干最小方差波束形成和基于空间重采样的相干子空间最优波束形成,提出了矢量阵宽带指向最小方差波束形成,给出了矢量阵指向矩阵与声压阵指向矩阵的关系;通过计算机仿真对这些波束形成算法进行了比较;分析了矢量阵抗左右舷模糊和空间欠采样的优越性能;比较了各种波束形成方法对独立信号源和相关信号源的方位分辨能力;仿真和分析了它们的方位估计性能。实验数据验证了这些算法的正确性和可靠性。水声信道是复杂的相干多途信道,拷贝相关器不能充分利用多途信号到达的总能量。第二部分研究的自适应相关器通过自适应抵消器实时地估计信道的系统函数,将发射信号与信道的系统函数卷积产生与接收信号匹配的参考信号,从而综合利用多途能量,改善相关器的性能。计算机仿真和实验结果证明了该方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 立题意义
• 1.2 阵列信号处理简述
• 1.2.1 信号和噪声的假设
• 1.2.2 声压阵列输出的数学模型
• 1.2.3 声矢量传感器信号处理基本概念
• 1.2.4 声矢量阵输出的模型
• 1.3 多途信道中拷贝相关器的改进
• 1.4 本文主要内容
• 第2章 矢量阵宽带波束形成
• 2.1 声矢量阵的自然指向性
• 2.2 声矢量均匀直线阵常规波束形成
• 2.3 声矢量阵宽带非相干最小方差波束形成
• 2.4 基于空间重采样的矢量阵相干子空间最优波束形成
• 2.5 矢量阵指向最小方差波束形成
• 2.6 算法仿真及比较分析
• 2.6.1 声压阵与矢量阵波束形成比较
• 2.6.2 方位分辨能力
• 2.6.3 强干扰中的弱目标检测
• 2.6.4 方位估计性能
• 2.7 矢量阵海试实测目标数据处理
• 2.8 本章小结
• 第3章 自适应相关器
• 3.1 自适应相关器原理
• 3.2 自适应相关仿真研究
• 3.3 自适应相关实验数据处理
• 3.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢