基于矢量水聽(tīng)器陣的目標(biāo)方位估計(jì)方法研究.pdf

1、矢量水聽(tīng)器較傳統(tǒng)聲壓水聽(tīng)器有諸多優(yōu)勢(shì)，其組成的矢量陣更能提高陣列性能。本文從單個(gè)矢量水聽(tīng)器方位估計(jì)出發(fā)，提出了利用矢量陣的常規(guī)波束形成和高分辨率技術(shù)估計(jì)目標(biāo)方位。針對(duì)矢量陣的常規(guī)波束形成，研究了在理想條件下，利用多波束估計(jì)目標(biāo)方位，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。文章還提出了用高分辨率技術(shù)區(qū)別相干信號(hào)源的方法。全文主要工作如下： 本文討論單個(gè)矢量水聽(tīng)器方位估計(jì)問(wèn)題。分析同振式矢量水聽(tīng)器的工作原理，建立接收信號(hào)的數(shù)學(xué)模型。歸納水平方位角的三種

2、估計(jì)方法，并討論矢量水聽(tīng)器的定向誤差。 本文深入研究了矢量水聽(tīng)器陣波束形成以估計(jì)遠(yuǎn)場(chǎng)單目標(biāo)方位。詳細(xì)分析矢量水聽(tīng)器陣的常規(guī)波束形成方法，并比較矢量陣與常規(guī)陣的陣列性能，得出了如下結(jié)論：在同等條件下，矢量陣的空間增益高出常規(guī)陣的空間增益6dB。討論在多波束系統(tǒng)中使用比幅法估計(jì)目標(biāo)方位，由于入射方位角與波束響應(yīng)之比的關(guān)系曲線(xiàn)趨向于線(xiàn)形關(guān)系，本文嘗試用一次插值方法擬合該對(duì)應(yīng)關(guān)系，仿真結(jié)果表明在SNR≥3dB時(shí)，該方法可以較好地估計(jì)目標(biāo)

3、方位。 本文深入研究了高分辨率技術(shù)估計(jì)遠(yuǎn)場(chǎng)多目標(biāo)方位。首先研究基于矢量陣的基本MUSIC方法，然后重點(diǎn)研究基于矢量陣的可以區(qū)分相干信號(hào)源的MUSIC方法，這些方法主要包括空間平滑技術(shù)，修正MUSIC(MMUSIC)算法和基于前后向平滑的修正矩陣分解(MMD)算法。仿真結(jié)果表明在較高信噪比和較低輸入數(shù)據(jù)量時(shí)，基于較少矢量陣元MMUSIC算法和MMD算法都能較好地估計(jì)相干信號(hào)源。 本文研究矢量陣波束形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)討論矢量