一類(lèi)非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)域自適應(yīng)波束形成.pdf

1、波束形成技術(shù)是水下目標(biāo)定位研究中的核心部分，其中自適應(yīng)波束形成算法的研究有重要意義?，F(xiàn)行高分辨算法可以提高寬帶被動(dòng)聲納的目標(biāo)分辨能力以及信號(hào)檢測(cè)能力，但同時(shí)也存在一定的限制條件。最小方差信號(hào)無(wú)畸變響應(yīng)(minimum variance distortionless response，MVDR)自適應(yīng)波束形成算法在低信噪比條件下具有良好的方位估計(jì)性能，以及諸多改進(jìn)算法能夠進(jìn)一步提高其穩(wěn)定性和寬容性。時(shí)域解析MVDR算法(TMVDR)通過(guò)引

2、入時(shí)域解析信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了利用時(shí)域?qū)拵盘?hào)進(jìn)行幅相加權(quán)，獲得了同頻域MVDR方法相同的權(quán)向量自由度，在不需作子帶分解情況下，大大減小了計(jì)算量。在數(shù)據(jù)短時(shí)空平穩(wěn)條件下，獲得穩(wěn)定收斂解所需要的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于頻域MVDR方法。
　　 基于TMVDR的特點(diǎn)，本文的研究?jī)?nèi)容為MVDR自適應(yīng)波束形成在一類(lèi)非平穩(wěn)脈沖信號(hào)(單chirp脈沖)領(lǐng)域的應(yīng)用，利用TMVDR實(shí)現(xiàn)單chirp脈沖的自適應(yīng)高分辨波束形成(CTMVDR)。本文的主要工作包括：(

3、1)分析了CTMVDR可行性，給出了實(shí)現(xiàn)CTMVDR的關(guān)鍵是穩(wěn)定估計(jì)陣列優(yōu)化權(quán)向量，而穩(wěn)定估計(jì)優(yōu)化權(quán)向量的條件是穩(wěn)定估計(jì)chirp脈沖信號(hào)自相關(guān)；(2)通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比chirp脈沖信號(hào)的常規(guī)波束形成、頻域波束形成和CTMVDR方法的DOA估計(jì)性能，從而說(shuō)明了CTMVDR的性能特點(diǎn)及優(yōu)越性。并進(jìn)一步利用辛格函數(shù)精確時(shí)延算法，通過(guò)對(duì)接收時(shí)間序列進(jìn)行非整數(shù)點(diǎn)的時(shí)延，從而提高了陣列信號(hào)的時(shí)延精度。最后討論了chirp信號(hào)帶寬寬度對(duì)CTMV

4、DR性能的影響；(3)設(shè)計(jì)并組織了湖試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步驗(yàn)證了CTMVDR方法的可行性和有效性。數(shù)值仿真和湖試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：i.在采樣頻率不超過(guò)10倍nyquist頻率條件下，低于1024個(gè)采樣點(diǎn)即可穩(wěn)定估計(jì)自適應(yīng)優(yōu)化權(quán)向量；ii.相比常規(guī)波束形成以及頻域MVDR方法，CTMVDR方法具有更好的波束響應(yīng)、DOA估計(jì)、陣處理增益和Chirp脈沖信號(hào)的時(shí)間波形估計(jì)性能。
　　 進(jìn)一步的工作從以下兩方面展開(kāi)，一方面是進(jìn)一步在實(shí)際應(yīng)用中