基于四階累計量的逆波束形成方法研究.pdf

1、被動測向聲納中的波達(dá)方向估計研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。其主要問題是在目標(biāo)源數(shù)和信噪比未知的情況下，如何準(zhǔn)確的估計信源方位。目前常用的空間譜估計技術(shù)大都具有一定的應(yīng)用局限性，本文期望設(shè)計一種能較好地應(yīng)用于被動測向聲納中的寬容性空間譜估計算法。 論文首先回顧空間譜估計中常用的基于二階統(tǒng)計量的常規(guī)波束形成、逆波束形成及子空間類算法并分析他們的性能，理論分析及仿真表明：逆波束形成較常規(guī)波束形成方位分辨力提高1/3，陣增益提高3dB。子空間

2、類算法在信噪比較高的情況下其方位估計性能明顯優(yōu)于線性譜估計類算法，但在信號源數(shù)不知的情況下劃分子空間是一個較難解決的問題且其方位估計性能受信噪比影響較大，在信噪比較低的情況下其方位估計性能不如逆波束形成。從算法要求的寬容性上來講，逆波束形成具有較好的適用性。 為進(jìn)一步提高逆波束形成的方位分辨力，本文提出了一種基于四階累積量的逆波束形成方法。高階累積量具有陣列擴(kuò)展和抑制高斯噪聲能力，目前常用的基于四階累積量的子空間類算法雖然能在一

3、定程度上改善二階子空間類算法，但其特征值選擇問題始終是困擾該算法寬容性的一個主要因素。本文利用四階累積量矩陣首先對其作Toeplitz平均得到最小冗余陣列協(xié)方差矩陣，然后應(yīng)用逆波束形成技術(shù)，使得陣長擴(kuò)展2倍，并通過滑動平均作低通預(yù)處理，在保留功率譜幅值信息和方位分辨力的同時，有效抑制了逆波束形成旁瓣過高所帶來的影響。仿真及歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表明：該算法方位分辨力和噪聲抑制能力都較二階線性譜估計方法有很大的提高。 針對目前潛艇聲納的