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盲波束形成与目标方位估计

卓颉  
【摘要】: 盲波束形成无需知道目标波达方向等先验信息,直接利用信号、基阵自身的特性,就可从基阵的输出采样信号中恢复出期望信号。针对水下声系统的应用背景,本文对盲波束形成算法做了系统的分析与讨论,并对基于盲波束形成的目标波达方向估计进行了研究。 论文中首先详细介绍了三类盲波束形成算法:基于累积量的盲波束形成算法、基于基阵结构的盲波束形成算法和常模算法。在常模算法中又选取了多级常模阵和解析常模算法这两种截然不同的算法。并将盲波束形成与目标方位估计相结合,实现在捕获、恢复目标源信号的同时,估计出目标的波达方向。 在详细分析各种算法内在机理的基础上,针对均匀线列阵,通过大量的计算机仿真实验与水池实验数据处理结果,分析、讨论了几种算法对目标源信号的分离、捕获能力以及方位估计性能。结果表明,盲波束形成算法可以在捕获期望信号的同时,抑制干扰信号的输出,并在一定的输入信噪比门限下,准确、稳定地估计出目标方位,对阵列模型误差具有稳健性,且在高输入信噪比下,算法的角度分辨率不受瑞利限的限制。不过各种盲波束形成算法由于利用的信息不同,所以适用于不同的情况下,而且对干扰的抑制能力、运算量也不相同。 本论文的研究工作,使现有的几类盲波束形成算法得到系统的分析与整理。表明盲波束形成算法在未知目标方位的条件下,就可恢复出目标源信号,并估计出目标的波达方向。盲波束形成算法具有一定的工程应用前景。


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