【摘要】：隨著小型水下航行器的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的聲壓水聽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。矢量水聽器可以同時(shí)接收聲壓和振速信息,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)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)方法主要是根據(jù)信號(hào)本身的空間結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析,而處理具有時(shí)序結(jié)構(gòu)的水聲信號(hào)時(shí),會(huì)出現(xiàn)算法性能和精確度差的問(wèn)題。本文提出一種基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)理論的聲矢量陣方位估計(jì)方法,采用多任務(wù)學(xué)習(xí)的思想,建立多測(cè)量信號(hào)矢量的空間稀疏模型,利用樣本獲得的正定矩陣描述多測(cè)量信號(hào)矢量之間的相關(guān)特性,通過(guò)稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)算法高效的重構(gòu)信號(hào)空間譜。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),說(shuō)明該方法重構(gòu)精度高,且具有較高的空間分辨率,在低信噪比下仍然具有較好的估計(jì)性能。
【圖文】：

空間中陣列與源信號(hào)示意圖

圖 2.1 均勻線陣(ULA)Fig.2.1 The space structure model of ULA.1 所示均勻線陣的結(jié)構(gòu)可知，假定將線陣的第一個(gè)陣元作為參達(dá)方向 與傳播時(shí)延差 之間存在如下關(guān)系：mr sin
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U666.7

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9 孫建偉，譚惠民，胡昌振;被動(dòng)聲方位估計(jì)中消除有效聲速影響的方法[J];探測(cè)與控制學(xué)報(bào);1999年01期

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3 馬艷;孔燕;杜金香;;最大似然方位估計(jì)的迭代求解[A];2011'中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

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本文編號(hào)：2633440