基于壓縮感知理論的聲矢量陣方位估計(jì)方法研究.pdf

1、隨著小型水下航行器的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的聲壓水聽(tīng)器將不能完全滿足航行器較高的裝備要求，所以性能穩(wěn)定的矢量水聽(tīng)器將更加廣泛的用于水聲工程領(lǐng)域。微小型水下航行器受到自身尺寸大小的限制，該類小型平臺(tái)所能攜帶陣列的尺寸比較小。矢量水聽(tīng)器技術(shù)是一種探測(cè)水中聲能流方向與強(qiáng)度的新技術(shù)，不僅具有與頻率無(wú)關(guān)的偶極子指向性，適用于低頻信號(hào)的檢測(cè)和測(cè)量，而且與由聲壓水聽(tīng)器組成的陣列相比，在達(dá)到相同的技術(shù)指標(biāo)的前提下，其體積和重量都小得多。矢量水聽(tīng)器可以同時(shí)接收聲

2、壓和振速信息，拓展了后置信號(hào)處理空間，而且很好的抑制了各向同性噪聲，所以由矢量水聽(tīng)器組成的陣列在方位譜估計(jì)方面的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的聲壓陣，因此基于稀疏重建理論進(jìn)行矢量陣方位估計(jì)，為這種小孔徑、較少陣元情況下小型水下航行器平臺(tái)提高方位估計(jì)精度提供了一種新的思路。
　　本論文開(kāi)展基于壓縮感知理論的聲矢量陣方位估計(jì)的研究，針對(duì)傳統(tǒng)CBF和MVDR方法分辨率差的問(wèn)題，本文提出一種空域稀疏的聲矢量陣方位估計(jì)方法，利用特定矩陣把稀疏信號(hào)投影到一個(gè)

3、低維的空間上，并且根據(jù)信號(hào)的稀疏先驗(yàn)條件，通過(guò)平滑l0范數(shù)算法快速精確求解的目標(biāo)方位角，完成 DOA估計(jì)。仿真結(jié)果表明該方法具有估計(jì)精度高、運(yùn)算量相對(duì)較小以及陣列尺寸要求相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，為基于微小型水下航行器平臺(tái)的水聲目標(biāo)DOA估計(jì)的應(yīng)用提供了有價(jià)值的技術(shù)思路和方法。
　　遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)位置在連續(xù)的低速變化時(shí)，矢量水聽(tīng)器陣列所獲得的信號(hào)是離散形式的時(shí)序信號(hào)，信號(hào)之間存在著較強(qiáng)的時(shí)間相關(guān)特性。針對(duì)基于壓縮感知的聲矢量陣方位估計(jì)方法主要是根