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基于盲信号分离和阵列扩展的主动声纳目标回波信号提取

徐梁  
【摘要】: 主动声纳的水下目标回波提取是主动声纳信号处理的一个重要问题。由于强烈的海底混响干扰和阵列物理孔径的限制,使得水底目标探测成为一个困难的工作。 本文对盲分离算法应用在主动声纳数据混响消除上的可行性进行了分析,并引入了基于二阶统计量的盲分离算法——SOBI算法。本论文对SOBI算法进行了仿真和实验数据处理。处理结果表明:仅使用3个相邻基元接收数据进行目标回波盲分离,提取的回波信号较波束形成后主波束信号有更好的匹配滤波结果和更清晰的时频特性,该算法提高了信混比。 对于阵列物理孔径的限制,本论文引入了四阶累积量阵列扩展的方法来进行虚拟阵列扩展。针对四阶累积量阵列扩展没有给出时域波形的缺点,本论文通过公式推导给出虚拟阵列时域信号恢复的方法。仿真试验结果表明:时域信号恢复的虚拟阵列拥有较之原阵列更窄的主瓣和更低的旁瓣,提高了阵列的空间分辨力,并给出了虚拟阵列的时域波形,为后续信号处理提供了基础。湖试数据的处理也验证了此方法的有效性。


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