基于壓縮感知理論的聲矢量陣方位估計方法研究.pdf

1、隨著小型水下航行器的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的聲壓水聽器將不能完全滿足航行器較高的裝備要求，所以性能穩(wěn)定的矢量水聽器將更加廣泛的用于水聲工程領(lǐng)域。微小型水下航行器受到自身尺寸大小的限制，該類小型平臺所能攜帶陣列的尺寸比較小。矢量水聽器技術(shù)是一種探測水中聲能流方向與強度的新技術(shù)，不僅具有與頻率無關(guān)的偶極子指向性，適用于低頻信號的檢測和測量，而且與由聲壓水聽器組成的陣列相比，在達(dá)到相同的技術(shù)指標(biāo)的前提下，其體積和重量都小得多。矢量水聽器可以同時接收聲

2、壓和振速信息，拓展了后置信號處理空間，而且很好的抑制了各向同性噪聲，所以由矢量水聽器組成的陣列在方位譜估計方面的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的聲壓陣，因此基于稀疏重建理論進(jìn)行矢量陣方位估計，為這種小孔徑、較少陣元情況下小型水下航行器平臺提高方位估計精度提供了一種新的思路。
　　本論文開展基于壓縮感知理論的聲矢量陣方位估計的研究，針對傳統(tǒng)CBF和MVDR方法分辨率差的問題，本文提出一種空域稀疏的聲矢量陣方位估計方法，利用特定矩陣把稀疏信號投影到一個

3、低維的空間上，并且根據(jù)信號的稀疏先驗條件，通過平滑l0范數(shù)算法快速精確求解的目標(biāo)方位角，完成 DOA估計。仿真結(jié)果表明該方法具有估計精度高、運算量相對較小以及陣列尺寸要求相對較低等優(yōu)點，為基于微小型水下航行器平臺的水聲目標(biāo)DOA估計的應(yīng)用提供了有價值的技術(shù)思路和方法。
　　遠(yuǎn)場目標(biāo)位置在連續(xù)的低速變化時，矢量水聽器陣列所獲得的信號是離散形式的時序信號，信號之間存在著較強的時間相關(guān)特性。針對基于壓縮感知的聲矢量陣方位估計方法主要是根