圓柱陣超指向性算法研究.pdf

1、在常規(guī)陣列信號處理中，當基陣各陣元間距為波長的一半時，如果信號頻率較低，為了得到一定的空間增益，基陣的體積會非常龐大，布放實施困難。在各向同性空間均勻噪聲場中，超指向算法在尺寸波長比較小的情況下，根據(jù)基陣各陣元之間接收噪聲信號的相關(guān)性，通過最優(yōu)加權(quán)求和獲得最佳處理增益。相較于常規(guī)波束形成算法，該算法在低頻段具有較大的優(yōu)勢。通常情況下，任何一個小型基陣，當陣元間距波長比較小時，通過超指向性最優(yōu)化處理，均可以獲得較高的空間處理增益和更窄的波

2、束寬度;而且波束寬度隨著信號頻率的變化較小。因此本文研究利用超指向性算法在低頻段的特性，通過仿真和實驗對輻射噪聲源進行檢測與估計。仿真和實驗均體現(xiàn)了該算法在低頻段的優(yōu)勢，即具有更窄的主瓣寬度和更高的陣增益。該算法對于采用小尺寸基陣來實現(xiàn)對水下低頻信號的檢測、估計與分辨具有良好的應(yīng)用前景。
　　本文的研究工作主要是:介紹了超指向性算法的研究背景和國內(nèi)外現(xiàn)狀，并從算法的基本理論開始著手，詳細論述了該算法的特性;對一種矩陣修正技術(shù)，即對

3、角加載，進行了介紹和部分仿真，說明了該技術(shù)可以修正協(xié)方差陣，從而起到改善超指向算法性能的作用;依照算法理論模型，進行了各種陣型的計算機仿真，包括線陣、圓陣、雙圓環(huán)陣以及圓柱陣，并從各個方面對算法的性能，如主瓣寬度、陣增益、空間指向性等，進行了細致的討論和分析，并將超指向性算法與常規(guī)波束形成算法在不同頻率下的性能進行了對比和分析，得到了超指向算法的性能優(yōu)勢及其頻率適用范圍;為了進一步驗證超指向性算法的性能，進行了相應(yīng)的水池實驗和湖上實驗，