【摘要】：隨著海洋領(lǐng)域的大力發(fā)展,水聲信號(hào)處理得到了廣泛的應(yīng)用�；谑噶克�(tīng)器的聲源定位技術(shù)作為水下聲信號(hào)處理的一個(gè)重要研究方向,憑借其特有的優(yōu)越性被逐漸應(yīng)用于噪聲檢測(cè)、聲納探測(cè)與定位、水下聲通信等方面。在實(shí)際的聲源定位過(guò)程中,定位算法往往需要考慮陣列孔徑的利用率、聲源信號(hào)的相干性以及寬帶信號(hào)處理等問(wèn)題。另外,常見(jiàn)的聲源定位算法只實(shí)現(xiàn)了一維定位,而無(wú)法給出聲源信號(hào)的二維空間定位。由此,在上述不同的聲源定位情況下,本文研究了基于矢量水聽(tīng)器的聲源信號(hào)二維定位算法。本文的主要工作包括:針對(duì)基于四階累積量的單矢量水聽(tīng)器聲源定位算法計(jì)算復(fù)雜度高、運(yùn)算量大、定位精度低等問(wèn)題,提出一種基于四階矩的單矢量水聽(tīng)器多聲源定位算法。該算法利用信號(hào)四階矩的性質(zhì),將單矢量水聽(tīng)器陣元數(shù)和聲源個(gè)數(shù)進(jìn)行虛擬擴(kuò)展,從而得到更多的聲源定位信息;通過(guò)提取有效陣元的方法減少了信息冗余,最后利用搜索峰值方法得到期望的多聲源方位。理論分析和仿真結(jié)果表明,該算法能夠有效降低算法復(fù)雜度、提高定位精度,克服基于高階累積量的矢量水聽(tīng)器定位算法的不足。針對(duì)基于PM的矢量水聽(tīng)器聲源定位算法估計(jì)相干聲源時(shí)角度不準(zhǔn)確、分辨率不高等問(wèn)題,提出一種基于矢量水聽(tīng)器的相干聲源定位算法。該算法使用接收信號(hào)構(gòu)造互相關(guān)矩陣,將互不重疊子陣列進(jìn)行信號(hào)解相干,利用最小二乘算法估計(jì)相近的信號(hào)子空間特征矢量,最后根據(jù)矢量水聽(tīng)器陣列流型的旋轉(zhuǎn)不變特性進(jìn)行二維DOA估計(jì),得到聲源信號(hào)的仰角和方位角。仿真結(jié)果表明,該算法可以改善角度估計(jì)所帶來(lái)的誤差,定位精度較高,并且其復(fù)雜度接近PM算法。針對(duì)現(xiàn)有的寬帶相干信號(hào)聲源定位方法中性能不穩(wěn)定的問(wèn)題,提出一種基于矢量水聽(tīng)器的寬帶相干聲源定位算法。該算法分別對(duì)聲壓分量和振速分量進(jìn)行聚焦變換,將各個(gè)信號(hào)頻帶聚焦到參考頻率,并通過(guò)累加得到聚焦變換后的子帶協(xié)方差矩陣,最后通過(guò)矢量水聽(tīng)器陣列流型的旋轉(zhuǎn)不變特性進(jìn)行寬帶聲源信號(hào)定位。仿真結(jié)果表明,該算法能夠提高寬帶信號(hào)的定位精度,克服傳統(tǒng)寬帶相干信號(hào)定位算法的不足。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB565.1
【圖文】：

上個(gè)世紀(jì)晚期，矢量水聽(tīng)器作為一種新型的水聽(tīng)器一經(jīng)面世，就引起了各個(gè)海洋大逡逑國(guó)的高度重視。由于能同一時(shí)刻地獲得聲場(chǎng)的聲壓和振速信息，它可以增加設(shè)備的測(cè)量逡逑范圍和種類，利用這些信息可以拓展后期信號(hào)處理的算法效果，改善聲納系統(tǒng)的測(cè)量性逡逑能。與此同時(shí)，矢量水聽(tīng)器能夠抑制低頻信號(hào)因衍射而造成的方向性差的現(xiàn)象，還具有逡逑良好的抗噪能力，為水下信號(hào)處理帶來(lái)了很好的解決思路和方法。逡逑目前，矢量水聽(tīng)器己經(jīng)有越來(lái)越多的應(yīng)用，比如油田探測(cè)、噪聲測(cè)量、海洋環(huán)境的逡逑特性研宄、水下信號(hào)探測(cè)和定位、水下聲通信等領(lǐng)域［１４１。逡逑（１）噪聲檢測(cè)逡逑利用矢量水聽(tīng)器可以研宄不同海域的海洋環(huán)境噪聲場(chǎng)特性、海洋環(huán)境噪聲空間方逡逑向，從而確定海洋環(huán)境里各種常見(jiàn)噪聲在不同頻段的特性等。隨著海上噪聲測(cè)試要求的逡逑不斷提高，特別是對(duì)某些特殊航行體噪聲測(cè)量的要求，人們不斷尋求利用矢量水聽(tīng)器組逡逑成噪聲測(cè)量系統(tǒng)。我國(guó)早些時(shí)候研制了雙水聽(tīng)器噪聲測(cè)量系統(tǒng)，并研制了用于實(shí)際工程逡逑中的矢量水聽(tīng)器噪聲測(cè)量系統(tǒng)［６］。另外，矢量水聽(tīng)器還可以用于噪聲治理等生活場(chǎng)景中。逡逑．．．．．．邋＊逡逑

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本文編號(hào)：2745084