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《哈尔滨工程大学》 2016年
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基于全光纤阵列的目标被动测向技术研究

刘乙乐  
【摘要】:利用波束形成技术对目标进行被动测向是阵列信号处理中非常普遍的方法。其中,常规波束形成和MVDR波束形成是最常用的两种波束形成方法,前者稳定性最好,后者则拥有高的阵增益。但应用于大规模相控阵时,系统运算量巨大,对工程要求高,因此,需要提出波束形成的快速算法以降低运算量、加快收敛速度并降低工程成本。此外,由于光纤水听器阵列及其系统在性能及工程应用上较压电水听器阵列系统具有更多优势,故对基于全光纤阵列系统的被动测向技术进行研究。本文主要由以下几个部分组成。第一部分重点论述了光纤水听器阵列及其系统,作为一种新型水听器,光纤水听器以其灵敏度高、抗干扰能力强、易于大规模组阵和简化工程结构而备受关注,成为水声领域最具潜力的声学探测设备。本文列举部分参数,并配以框图和实物图,对光纤水听器和传统压电水听器在性能和工程应用方面的特点进行了对比。第二部分主要对阵列信号处理理论进行了研究,首先对比了常规波束形成器和MVDR波束形成器的性能,然后研究了 MVDR波束形成器的稳健性,最后提出针对宽带信号的频域波束形成技术,并进行了 MATLAB仿真。第三部分设计了两种波束形成的快速算法,基于FFT的快速宽带频域常规波束形成和基于子阵的部分自适应数字波束形成,利用仿真对两者的性能分别进行研究,提出合理的子阵划分方案。第四部分是海试系统及海试数据处理,将光纤水听器采集而来的海试数据进行信号处理,验证理论方法的可行性,并提出改进建议。同传统的压电水听器阵列系统相比,光纤水听器能够同样甚至更加出色地完成被动目标方位检测的任务,结合高精度、高稳健性及高效率的阵列信号处理算法,全光纤水听器阵列及其系统在水声探测领域具有广阔的发展前景。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB565.1

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【参考文献】
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