基于舷側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迅速發(fā)展，迫切需要大幅度提高水聲探測系統的作用距離，以實現對目標的遠程發(fā)現、可靠跟蹤和精確打擊。提高水聲探測系統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。舷側陣的波束形成方法、高分辨方法和陣列誤差校準技術就是課題的重要研究內容。 現

2、有的研究表叫，高階統計量具有優(yōu)越的性質?？梢猿浞掷眠@些性質有效抑制水聲環(huán)境均勻分布和離散的高斯噪聲，提取非高斯信號。在現階段相關領域對高階統計量已經有大量的研究，這為將高階統計量方法的優(yōu)越性融入陣列信號處理技術提供了良好的基礎。 論文圍繞高階統計量和陣列信號處理技術，研究內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。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，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，是很有應用價值的方法。并且可以預

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和Toeplitz性質，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