小尺度矢量傳感器陣定位的理論與應用研究.pdf

1、小尺度矢量傳感器陣定位的理論與應用研究是當前水聲信號處理領(lǐng)域研究的熱點之一。聲學矢量傳感器的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)聲納只處理聲場中聲壓信息的局面。與聲矢量傳感器的出現(xiàn)相對應,在水聲信號處理領(lǐng)域中,一種嶄新的聲壓振速聯(lián)合信息處理技術(shù)應運而生。應用聲學矢量傳感器可以將幾十米長的基陣縮小為幾十厘米大小,實現(xiàn)基陣的小型化,適用于對水下目標的遠程檢測、跟蹤、定位。
　　 本文主要針對小尺度矢量傳感器陣的目標定位和跟蹤相關(guān)問題進行討論,包括矢量陣波

2、束形成、目標的精確測向與定位及對運動目標進行跟蹤等等。由傳統(tǒng)聲壓傳感器組成的小尺度陣對低頻信號分辨能力非常差,幾乎沒有指向性,而大多數(shù)水下航行體都向外輻射數(shù)十赫茲到數(shù)千赫茲的低頻信號,要利用這些低頻信號進行處理,聲納設備必須使用大基陣,才能在低頻段產(chǎn)生指向性。而小尺度的矢量陣在甚低頻也同樣有指向性,這顯示了矢量傳感器的優(yōu)越性,非常適合在小尺度聲納平臺上應用。由于基陣尺度小,基元之間的時延值非常小,因此在小尺度聲納中時延的精確估計非常重要

3、。常用的時延估計方法很多依賴于對接收信號和噪聲統(tǒng)計先驗知識的了解,實際工作中,如果得不到這些信息,時延估計的精度就會大大下降。自適應時延估計方法只需要很少或者不需要對輸入信號、噪聲的先驗統(tǒng)計知識的了解,非常適合于時變、空變的水下測量環(huán)境。本文簡要介紹了自適應時延估計理論,并通過LMS自適應時延估計器和一種新穎的直接式自適應時延估計器快速準確地測定目標的方位角和俯仰角。目標的方位包含了目標的位置信息,目標線譜的多普勒頻移包含著目標的運動信