本文關(guān)鍵詞：變聲速環(huán)境下的水下波達(dá)方向估計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波達(dá)方向(DOA)估計(jì)是陣列信號(hào)處理中的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,在通信、雷達(dá)、聲吶、地震勘探和射電天文等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)多年的研究,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了各種DOA估計(jì)算法,DOA估計(jì)性能不斷提高。DOA估計(jì)算法利用空間陣列接收數(shù)據(jù)間的波程差來(lái)估計(jì)空間信號(hào)的方位信息,而波程差與波在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān),不準(zhǔn)確的波速將引起DOA估計(jì)出現(xiàn)偏差。本文針對(duì)此問(wèn)題,研究了與波速無(wú)關(guān)的DOA估計(jì)算法,具體內(nèi)容概括如下:1.闡述了空間譜估計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)模型,對(duì)各種常見(jiàn)信號(hào)及陣列的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述,介紹了空間譜估計(jì)中的兩種經(jīng)典算法:多重信號(hào)分類算法(MUSIC)和旋轉(zhuǎn)子空間不變算法(ESPRIT),并分析了當(dāng)使用波速與實(shí)際波速不相同時(shí),波速差對(duì)兩種算法估計(jì)性能的影響。2.針對(duì)波速使用不準(zhǔn)確對(duì)DOA估計(jì)精度造成影響的問(wèn)題,分別提出了兩種基于經(jīng)典DOA估計(jì)算法的改進(jìn)算法,分別稱為VI-MUSIC(Velocity Independent MUSIC)算法和VI-ESPRIT(Velocity Independent ESPRIT)算法。兩種算法的原理基本相同,即利用兩個(gè)相互正交的陣列來(lái)去除波速對(duì)算法性能的影響。VI-MUSIC算法利用對(duì)波速掃描來(lái)克服波速對(duì)算法的影響,而VI-ESPRIT算法可以通過(guò)閉式求解出信號(hào)的波達(dá)方向。上述兩種新算法在使用波速與實(shí)際波速有誤差時(shí),較傳統(tǒng)DOA估計(jì)算法性能更優(yōu)。3.介紹復(fù)雜海洋環(huán)境對(duì)信號(hào)在水聲中傳播造成的影響,并分析經(jīng)典DOA估計(jì)算法直接應(yīng)用在水聲DOA估計(jì)中所面臨的問(wèn)題及難題,給出了結(jié)合前后向空間平滑的VI-MUSIC算法和VI-ESPRIT算法,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了所提算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：DOA估計(jì) 水下DOA估計(jì) 波速無(wú)關(guān)DOA 波達(dá)方向估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 DOA估計(jì)算法的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 空間譜估計(jì)基礎(chǔ)14-23
• 2.1 空間譜估計(jì)結(jié)構(gòu)模型14-15
• 2.2 信號(hào)數(shù)學(xué)模型15-19
• 2.2.1 窄帶信號(hào)15-17
• 2.2.2 寬帶信號(hào)17-18
• 2.2.3 相干信號(hào)18-19
• 2.3 陣列模型19-21
• 2.3.1 均勻線陣19
• 2.3.2 均勻圓陣19-20
• 2.3.3 L型陣列20-21
• 2.4 DOA估計(jì)性能指標(biāo)21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 波速對(duì)經(jīng)典DOA估計(jì)算法的影響分析23-42
• 3.1 波速對(duì)多重信號(hào)分類算法的影響23-31
• 3.1.1 MUSIC算法23-26
• 3.1.2 波速對(duì)MUSIC算法的影響26-27
• 3.1.3 MUSIC算法仿真27-31
• 3.2 波速對(duì)旋轉(zhuǎn)不變子空間算法的影響31-37
• 3.2.1 ESPRIT算法31-33
• 3.2.2 波速對(duì)ESPRIT算法的影響33-34
• 3.2.3 ESPRIT算法仿真34-37
• 3.3 空間平滑算法37-41
• 3.3.1 空間平滑算法原理37-39
• 3.3.2 空間平滑算法仿真39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 改進(jìn)DOA估計(jì)算法42-59
• 4.1 改進(jìn)MUSIC算法42-51
• 4.1.1 VI-MUSIC算法原理42-44
• 4.1.2 VI-MUSIC算法具體實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.1.3 仿真實(shí)驗(yàn)45-51
• 4.2 改進(jìn)ESPRIT算法51-58
• 4.2.1 VI-ESPRIT算法原理51-53
• 4.2.2 VI-ESPRIT算法具體實(shí)現(xiàn)53-54
• 4.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)54-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第五章 水下DOA估計(jì)算法研究59-70
• 5.1 海洋水聲信道特性59-64
• 5.1.1 聲速理論59-61
• 5.1.2 傳播損耗61-63
• 5.1.3 多徑效應(yīng)63
• 5.1.4 環(huán)境噪聲63-64
• 5.2 水下目標(biāo)DOA估計(jì)64-66
• 5.2.1 水下DOA估計(jì)所面臨的問(wèn)題64-65
• 5.2.2 水下DOA估計(jì)方法65-66
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)66-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-78
• 致謝78-79
• Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)79

【相似文獻(xiàn)】

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3 趙曉鷗;基于分?jǐn)?shù)低階循環(huán)相關(guān)的波達(dá)方向估計(jì)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：486665