水下環(huán)境的復(fù)雜特性極大地限制了聲信號有效穩(wěn)定的傳播,給水下聲納對聲源目標信號的接收與估計帶來了很大的挑戰(zhàn)。波達方向估計（Direction of Arrival,DOA）是水下聲納探測的主要研究方向之一。現(xiàn)有DOA估計方法存在估計精度不高、適應(yīng)信號環(huán)境能力較差等問題。在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,本文從水下聲納目標的抗多徑干擾方法以及DOA估計方法的理論及應(yīng)用出發(fā),探索提升信號接收性能和對目標方位精確估計的信號處理方法,并通過仿真對比實驗對所提方法的可行性和有效性進行驗證。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）對常見的抗多徑干擾方法和DOA估計方法進行介紹。首先,介紹了抗多徑干擾方法中的LMS算法和RLS算法,并對兩種算法的特性進行比較分析;其次,介紹了DOA估計方法中的子空間類方法和稀疏表示類方法,并對四種典型的DOA估計方法進行仿真比較分析。（2）提出一種基于稀疏似p范數(shù)約束CVSLMS的抗多徑干擾方法。首先,在建立水下多徑干擾信號處理模型的基礎(chǔ)上,采用基于雙Sigmoid函數(shù)的自適應(yīng)迭代步長對稀疏似p范數(shù)約束的LMS算法進行改進;其次,使用誤差信號的自相關(guān)函數(shù)來改進迭代步長以及調(diào)整零吸引項,并... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

固定，不同取值的算法收斂曲線

第三章基于稀疏似p范數(shù)約束CVSLMS的抗多徑干擾方法33(a)SVSLMS算法波束圖(b)CVSLMS算法波束圖(c)稀疏似p范數(shù)LMS算法處理后的波束圖(d)本章算法波束圖圖3.10兩路干擾時經(jīng)不同算法處理后的波束圖比較取四路干擾，方向為15?、30?，分別比較經(jīng)SVSLMS算法處理、經(jīng)CVSLMS算法、經(jīng)稀疏似p范數(shù)LMS算法和經(jīng)本章所提算法處理后的波束，所得結(jié)果分別如圖3.11(a)、3.11(b)、3.11(c)、3.11(d)所示。從圖3.11四幅子圖可以看出，在多徑干擾數(shù)增加到四個后，經(jīng)不同算法處理后，均能在干擾方向形成不同深度的凹陷，有效降低四路干擾的旁瓣。通過進一步比較發(fā)現(xiàn)，由圖3.11(a)可知，經(jīng)SVSLMS算法處理后的波束圖在四路干擾方向上形成的零陷深度取平均值為-34.2dB；由圖3.11(b)可知，經(jīng)CVSLMS算法處理后的波束圖形成的平均零陷深度為-38.3dB；由圖3.11(c)可知，經(jīng)稀疏似p范數(shù)LMS算法處理后的波束圖形成的平均零陷深度為-40.5dB；由圖3.11(d)可知，經(jīng)本章所提算法處理后的波束圖在干擾方向

第三章基于稀疏似p范數(shù)約束CVSLMS的抗多徑干擾方法33(a)SVSLMS算法波束圖(b)CVSLMS算法波束圖(c)稀疏似p范數(shù)LMS算法處理后的波束圖(d)本章算法波束圖圖3.10兩路干擾時經(jīng)不同算法處理后的波束圖比較取四路干擾，方向為15?、30?，分別比較經(jīng)SVSLMS算法處理、經(jīng)CVSLMS算法、經(jīng)稀疏似p范數(shù)LMS算法和經(jīng)本章所提算法處理后的波束，所得結(jié)果分別如圖3.11(a)、3.11(b)、3.11(c)、3.11(d)所示。從圖3.11四幅子圖可以看出，在多徑干擾數(shù)增加到四個后，經(jīng)不同算法處理后，均能在干擾方向形成不同深度的凹陷，有效降低四路干擾的旁瓣。通過進一步比較發(fā)現(xiàn)，由圖3.11(a)可知，經(jīng)SVSLMS算法處理后的波束圖在四路干擾方向上形成的零陷深度取平均值為-34.2dB；由圖3.11(b)可知，經(jīng)CVSLMS算法處理后的波束圖形成的平均零陷深度為-38.3dB；由圖3.11(c)可知，經(jīng)稀疏似p范數(shù)LMS算法處理后的波束圖形成的平均零陷深度為-40.5dB；由圖3.11(d)可知，經(jīng)本章所提算法處理后的波束圖在干擾方向

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]空時編碼陣波束域超分辨角度估計方法[J]. 王華柯,廖桂生,許京偉,朱圣棋.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(07)
[3]適用于二維陣列的無格稀疏波達方向估計算法[J]. 王劍書,樊養(yǎng)余,杜瑞,呂國云.  電子與信息學報. 2019(02)
[4]基于模擬退火的自適應(yīng)離散型布谷鳥算法求解旅行商問題[J]. 張子成,韓偉,毛波.  電子學報. 2018(08)
[5]改進布谷鳥算法用于陣列天線方向圖優(yōu)化[J]. 梁爽,孫庚,劉衍珩.  西安電子科技大學學報. 2019(01)
[6]波束-多普勒酉ESPRIT多目標DOA估計[J]. 文才,吳建新,王彤,周延,彭進業(yè).  電子與信息學報. 2018(05)
[7]稀疏似p范數(shù)變步長LMS的水下多徑抑制算法[J]. 馮西安,姜冰磊.  哈爾濱工程大學學報. 2018(05)
[8]基于均勻圓陣模式空間和多重旋轉(zhuǎn)不變子空間算法的完備二維DOA估計算法[J]. 崔開博,黃敬健,陳曦,袁乃昌.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2017(12)
[9]基于粒子群算法的水下多元線陣陣形有源校正方法[J]. 李光遠,侯朋,程廣福.  艦船科學技術(shù). 2017(15)
[10]混沌布谷鳥搜索算法在諧波估計中的應(yīng)用[J]. 牛海帆,宋衛(wèi)平,寧愛平,馬藝元.  計算機應(yīng)用. 2017(01)

博士論文
[1]基于稀疏表示的波達方向估計理論與方法研究[D]. 吳曉歡.南京郵電大學 2017
[2]基于壓縮感知的水聲信號波達方向估計方法研究[D]. 井巖.哈爾濱工業(yè)大學 2016

碩士論文
[1]強干擾下相干多目標的DOA估計算法研究[D]. 田蘊琦.哈爾濱工程大學 2019
[2]自適應(yīng)濾波方法在瞬變電磁去噪中的研究及應(yīng)用[D]. 周宇軒.成都理工大學 2018



本文編號：3251251