圓柱陣超指向性算法研究.pdf

1、在常規(guī)陣列信號(hào)處理中，當(dāng)基陣各陣元間距為波長(zhǎng)的一半時(shí)，如果信號(hào)頻率較低，為了得到一定的空間增益，基陣的體積會(huì)非常龐大，布放實(shí)施困難。在各向同性空間均勻噪聲場(chǎng)中，超指向算法在尺寸波長(zhǎng)比較小的情況下，根據(jù)基陣各陣元之間接收噪聲信號(hào)的相關(guān)性，通過(guò)最優(yōu)加權(quán)求和獲得最佳處理增益。相較于常規(guī)波束形成算法，該算法在低頻段具有較大的優(yōu)勢(shì)。通常情況下，任何一個(gè)小型基陣，當(dāng)陣元間距波長(zhǎng)比較小時(shí)，通過(guò)超指向性最優(yōu)化處理，均可以獲得較高的空間處理增益和更窄的波

2、束寬度;而且波束寬度隨著信號(hào)頻率的變化較小。因此本文研究利用超指向性算法在低頻段的特性，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)輻射噪聲源進(jìn)行檢測(cè)與估計(jì)。仿真和實(shí)驗(yàn)均體現(xiàn)了該算法在低頻段的優(yōu)勢(shì)，即具有更窄的主瓣寬度和更高的陣增益。該算法對(duì)于采用小尺寸基陣來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水下低頻信號(hào)的檢測(cè)、估計(jì)與分辨具有良好的應(yīng)用前景。
　　本文的研究工作主要是:介紹了超指向性算法的研究背景和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，并從算法的基本理論開(kāi)始著手，詳細(xì)論述了該算法的特性;對(duì)一種矩陣修正技術(shù)，即對(duì)

3、角加載，進(jìn)行了介紹和部分仿真，說(shuō)明了該技術(shù)可以修正協(xié)方差陣，從而起到改善超指向算法性能的作用;依照算法理論模型，進(jìn)行了各種陣型的計(jì)算機(jī)仿真，包括線(xiàn)陣、圓陣、雙圓環(huán)陣以及圓柱陣，并從各個(gè)方面對(duì)算法的性能，如主瓣寬度、陣增益、空間指向性等，進(jìn)行了細(xì)致的討論和分析，并將超指向性算法與常規(guī)波束形成算法在不同頻率下的性能進(jìn)行了對(duì)比和分析，得到了超指向算法的性能優(yōu)勢(shì)及其頻率適用范圍;為了進(jìn)一步驗(yàn)證超指向性算法的性能，進(jìn)行了相應(yīng)的水池實(shí)驗(yàn)和湖上實(shí)驗(yàn)，