【摘要】：陸架斜坡海域海洋環(huán)境復(fù)雜多變,水下聲基陣在該海域?qū)嶋H應(yīng)用時(shí),陣元接收信號的幅度和相位會(huì)發(fā)生畸變,陣元間信號相關(guān)性減弱,會(huì)帶來波束形成器陣增益的嚴(yán)重下降,進(jìn)而導(dǎo)致聲吶探測性能的損失.目前陸架斜坡海域不同波束形成器陣增益的研究較少見,本文在各向同性噪聲場假設(shè)條件下,針對陸架斜坡海域上坡波導(dǎo)環(huán)境中水平陣的常規(guī)波束形成器(CBF)、最小方差無失真響應(yīng)波束形成器(MVDR-BF)和特征值波束形成器(EBF)的陣增益進(jìn)行仿真研究.結(jié)果表明:(1)CBF和MVDR-BF的陣增益均與聲場水平縱向相關(guān)性有關(guān),當(dāng)水平陣的陣元個(gè)數(shù)超過一定值時(shí),兩種波束形成器的陣增益均不再隨著陣元個(gè)數(shù)的增加而增大;(2)EBF的陣增益由信號協(xié)方差矩陣最大特征值與其所有特征值之和的比值決定;(3)當(dāng)接收數(shù)據(jù)信噪比為.10 dB時(shí),MVDR-BF的陣增益高于CBF,但兩者均小于EBF的陣增益.
[Abstract]:The marine environment in the slope area of continental shelf is complex and changeable. When the underwater acoustic array is applied in the sea area, the amplitude and phase of the received signal of the array elements will be distorted, and the correlation between the array elements will weaken, which will lead to the serious decline of the gain of the beamformer array. Then the sonar detection performance is lost. At present, the study of different beamforming array gain in the slope area of continental shelf is rare. In this paper, under the assumption of isotropic noise field, the conventional beamformer (CBF), for the horizontal array in the horizontal waveguide environment of the upper slope of the continental shelf slope sea area is studied. The array gain of minimum variance distortionless response beamformer (MVDR-BF) and eigenvalue beamformer (EBF) is simulated. The results show that: (1) the array gain of CBF and MVDR-BF is related to the horizontal longitudinal correlation of sound field. When the number of array elements of horizontal array exceeds a certain value, the array gain of both kinds of beamformer no longer increases with the increase of the number of array elements; (2) the matrix gain of EBF is determined by the ratio of the maximum eigenvalue of the signal covariance matrix to all of its eigenvalues, (3) when the SNR of received data is .10 dB, the array gain of MVDR-BF is higher than that of CBF, but both of them are smaller than that of EBF.
【作者單位】： 西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號:11534009,51479169)
【分類號】：TB56

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉清宇;宋俊;趙春梅;;水平長線陣在淺海多途信道中的指向性分析[J];聲學(xué)與電子工程;2010年02期

2 蘇曉星;張仁和;李風(fēng)華;;利用波導(dǎo)不變性提高聲場的水平縱向相關(guān)[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2006年04期

3 于瀚;淺海聲場時(shí)空相關(guān)性及其衰減對聲納性能的影響[J];艦船科學(xué)技術(shù);1991年06期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝磊;孫超;;陸架斜坡海域水平陣波束形成陣增益仿真分析[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2016年09期

2 謝磊;孫超;劉雄厚;蔣光禹;;陸架斜坡海域聲場特性對常規(guī)波束形成陣增益的影響[J];物理學(xué)報(bào);2016年14期

3 GAO Wei;;Extracting the interference components of normal modes in shallow water waveguide using singular value decomposition method[J];Chinese Journal of Acoustics;2016年02期

4 翁晉寶;李風(fēng)華;郭永剛;;典型深海聲場頻率-距離干涉結(jié)構(gòu)分析及實(shí)驗(yàn)研究[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2016年03期

5 高偉;;淺海波導(dǎo)中簡正波相干分量的奇異值分解提取方法[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2016年01期

6 YAO Meijuan;MA Li;LU Licheng;GUO Shengming;;Performance analysis of source ranging by use of virtual receiver technique under different frequency bands[J];Chinese Journal of Acoustics;2015年04期

7 王朋;鄭勝家;黃勇;劉紀(jì)元;;淺海運(yùn)動(dòng)目標(biāo)波束域波導(dǎo)不變量測距方法研究[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

8 陳曉勇;方有利;孫炳文;宋文華;郭圣明;;基于波導(dǎo)不變量的空中和水下聲源分辨方法[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

9 姚美娟;鹿力成;馬力;郭圣明;;虛擬接收目標(biāo)定位技術(shù)中引導(dǎo)聲源對目標(biāo)聲源的信噪比補(bǔ)償[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

10 鹿力成;馬力;;基于Warping變換的波導(dǎo)時(shí)頻分析[J];物理學(xué)報(bào);2015年02期

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李秀林,倪明,李整林,李風(fēng)華,張仁和;基于光纖水聽器的聲場水平相關(guān)性研究[J];應(yīng)用聲學(xué);2005年01期

2 張仁和,李風(fēng)華;淺海聲傳播的波束位移射線簡正波理論[J];中國科學(xué)(A輯);1999年03期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳翰馥;自適應(yīng)波束形成器中的遞推算法[J];科學(xué)通報(bào);1981年06期

2 朱允民;適應(yīng)性波束形成器的隨機(jī)變界截尾算法[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);1986年05期

3 范文濤;章新華;葉瓊龍;康春玉;;一種新的被動(dòng)水聲探測盲自適應(yīng)波束形成器[J];聲學(xué)技術(shù);2008年05期

4 關(guān)致和;“多波束測深系統(tǒng)”波束形成器的研制[J];測繪學(xué)報(bào);1984年01期

5 劉國枝，張殿倫，田坦，，陳忠民;電阻相移式波束形成器故障診斷[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);1997年05期

6 朱維杰,孫進(jìn)才,曾向陽;寬帶波束形成器的自適應(yīng)綜合[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

7 朱維杰,孫進(jìn)才;基于陣列接收數(shù)據(jù)重采樣的頻率不變波束形成器[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2002年06期

8 王健;惠曉威;;DOA估計(jì)中MVDR算法的研究與實(shí)現(xiàn)[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2007年35期

9 王偉遠(yuǎn);趙晨;林玉章;張樹林;謝曉明;蔣式勤;;心臟磁場分布電流源重構(gòu)及其精度分析[J];物理學(xué)報(bào);2013年14期

10 張凱;王小軍;舒平平;楊軍;;基于FPGA的SLC-LSCMA算法的波束形成器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 陳超賢;;兩種穩(wěn)健波束形成器的敏度分析[A];泛在信息社會(huì)中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2010年全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

2 姚萌;王華斌;;模塊化嵌入式波束形成器的實(shí)現(xiàn)[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 高楊;章新華;;一種改進(jìn)的穩(wěn)健主模式抑制波束形成器[A];2009年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)交流暨水聲學(xué)分會(huì)換屆改選會(huì)議論文集[C];2009年

4 唐建生;;虛擬干擾源的擴(kuò)展零陷寬帶波束形成器設(shè)計(jì)[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 董明;范文濤;;基于二階錐最優(yōu)化的強(qiáng)干擾抑制寬帶波束形成器[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

6 樊凌雁;何晨;車小林;;頻選時(shí)變信道下的一種Pre-FFT自適應(yīng)波束形成器[A];通信理論與信號處理新進(jìn)展——2005年通信理論與信號處理年會(huì)論文集[C];2005年

7 邵杰;葉寧;唐金華;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)FIR濾波器的寬帶波束形成器綜合[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)C卷[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 黃磊;非理想條件下的自適應(yīng)波束形成算法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 唐建生;運(yùn)動(dòng)目標(biāo)輻射噪聲的寬帶波束形成研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曾星;醫(yī)學(xué)超聲成像中的特征空間最小方差波束形成算法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王天南;寬帶波束形成器的抽頭稀疏化設(shè)計(jì)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 李雅梅;穩(wěn)健的寬帶波束形成器研究[D];西安電子科技大學(xué);2004年

4 唐金華;寬帶波束形成器的研究與設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2010年

5 王慧;遠(yuǎn)場寬帶波束形成器的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2013年

6 張凱;一種自適應(yīng)波束形成器的設(shè)計(jì)與研究[D];云南大學(xué);2012年

7 菅立龍;基于稀疏信號的波束形成器設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

8 楊彥立;恒定束寬波束形成器的設(shè)計(jì)方法研究[D];燕山大學(xué);2012年

9 楊麗麗;適于工程實(shí)現(xiàn)的廣義旁瓣相消波束形成器研究[D];電子科技大學(xué);2010年

10 李金平;平面陣指向性改進(jìn)與波束形成器性能測試研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

本文編號：2322619