被動源定位是陣列信號處理領(lǐng)域的重要研究課題,該課題在聲納、雷達(dá)等民用和軍用領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用。在一些實(shí)際的應(yīng)用過程中,如麥克風(fēng)陣列、大孔徑岸基聲納等,遠(yuǎn)場源與近場源往往同時(shí)存在。在此情況下,若直接采用遠(yuǎn)場源的定位方法,則無法對近場源目標(biāo)定位;若直接采用近場源定位方法,則會出現(xiàn)計(jì)算復(fù)雜度高、目標(biāo)參數(shù)估計(jì)有偏差等問題。本文針對如何快速進(jìn)行遠(yuǎn)近場多目標(biāo)混合源定位展開了研究,主要研究內(nèi)容概括如下:首先,構(gòu)建信源定位模型,其中包括遠(yuǎn)場源定位模型、近場源定位模型以及遠(yuǎn)近場混合源定位模型,對比分析了經(jīng)典的遠(yuǎn)場定位算法和近場定位算法,并分析了混合源定位存在的問題。其次,針對遠(yuǎn)近場混合源定位模型,研究了基于統(tǒng)計(jì)量的定位算法,其中包括基于四階累積量的2-DMUSIC、二階斜投影以及四階與二階統(tǒng)計(jì)量混合這三種算法,對其基本原理、實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行分析和闡述,仿真進(jìn)行對比驗(yàn)證。同時(shí)為了降低計(jì)算復(fù)雜度采用多項(xiàng)式求根代替譜峰搜索。最后,研究了基于矩陣差分的遠(yuǎn)近場多目標(biāo)定位,包括子空間差分、協(xié)方差差分以及混合階子空間差分的改進(jìn)這三種算法。以均方根誤差為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從算法計(jì)算復(fù)雜度、陣元個(gè)數(shù)、信噪比、快拍數(shù)以及角度分辨力... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

聲吶陣列的水下聲源定位

第 2 章 信源定位模型及經(jīng)典算法第 2 章 信源定位模型及經(jīng)典算法型是基于空間觀測信號到達(dá)傳感器陣列不同陣元的，時(shí)延差是由平面波進(jìn)行推導(dǎo)獲得，其表達(dá)式為陣位模型中，時(shí)延差是由球面波進(jìn)行推導(dǎo)，再利用二到，其表達(dá)式為陣元位置的非線性類函數(shù)。本章分推導(dǎo)進(jìn)行研究，完成遠(yuǎn)場源、近場源以及遠(yuǎn)近場多后續(xù)研究內(nèi)容的需要，給出了所需的假設(shè)條件和參數(shù)估計(jì)和純近場目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的經(jīng)典算法進(jìn)行了仿在的問題。型相關(guān)的窄帶信源入射到傳感器陣列上，陣元個(gè)數(shù)為參考陣元。處理器同時(shí)接收并處理來自 L 個(gè)通道

202 22 sin( 1 ( ) 1l l mlm mm md dr rr rπ πθω τλ λ = ′= + 展開并采用菲涅爾近似，可得：2 2 202 222222 22sin sin( )2 22( cos sin )2( 2 sin ) ( cos )l l m l mlm mm m mlm m l mmm mmd d drr r rdr drd dl lrπθ θω τλπθ θλπ θ π θλ λ ≈ = = +場源入射近似為平面波，當(dāng)?shù)?m 個(gè)信號為遠(yuǎn)場源時(shí)，可認(rèn)二項(xiàng)22 2( cos ) 0mmdlrπ θλ≈ ，其相位差為：0( 2 sin )lm mdω τ π θlλ = 源中遠(yuǎn)場源與近場源是同時(shí)存在的，陣列接收信號既包，因此遠(yuǎn)近場混合源定位模型的矢量形式表示為：( ) ( ) ( ) ( ) +( ) F F N NX t = AS t + N t = A S t Α S t +N

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)遠(yuǎn)近場混合源定位方法[J]. 邱龍皓,梁國龍,王燕,王晉晉.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于傳播算子的近場源二維參數(shù)聯(lián)合估計(jì)[J]. 梁彩鳳,潘靜,劉穎,李旭.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]水聲近場源目標(biāo)的高分辨DOA估計(jì)方法改進(jìn)研究[J]. 張國光.  艦船電子工程. 2017(02)
[4]基于重加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)懲罰的遠(yuǎn)近場混合源定位算法[J]. 田野,練秋生.  電子學(xué)報(bào). 2016(10)
[5]基于改進(jìn)二維ESPRIT-like算法的相干源方向角估計(jì)[J]. 陳曦,楊濤,何宏森.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(03)
[6]基于互素對稱陣的近場源定位[J]. 梁國龍,韓博.  電子與信息學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]一種高精度的近場與遠(yuǎn)場混合源定位算法[J]. 蔣佳佳,段發(fā)階,陳勁,常宗杰.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2013(12)
[8]基于秩虧損的近場源定位快速算法[J]. 汪海,吳云韜.  武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(11)
[9]基于信號子空間的ESPRIT-Like算法在相干DOA估計(jì)中的應(yīng)用[J]. 張洪順,許云林,湛江書.  通信學(xué)報(bào). 2010(07)
[10]聲矢量陣列的求根MUSIC算法及其性能分析[J]. 王鵬,張國軍,熊繼軍.  測試技術(shù)學(xué)報(bào). 2010(02)

博士論文
[1]遠(yuǎn)近場混合源定位參量估計(jì)算法研究[D]. 劉國紅.吉林大學(xué) 2015
[2]水下近場噪聲源高分辨定位方法研究[D]. 韓博.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[3]基于稀疏重構(gòu)的陣列信號波達(dá)方向估計(jì)算法研究[D]. 胡南.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]高精度近場及混合場被動定位算法研究[D]. 孫潔.電子科技大學(xué) 2018
[2]多目標(biāo)近場源聲定位技術(shù)研究[D]. 趙一航.吉林大學(xué) 2015
[3]基于高階累積量的近場源定位方法研究[D]. 黃志強(qiáng).吉林大學(xué) 2006
[4]近場源多維參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 劉文忠.西安電子科技大學(xué) 2005



本文編號：3483994