噪声环境下单矢量水听器高分辨定向技术研究.pdf

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1、第34卷第1期哈尔滨工程大学学报Vo1．34No．12013年1月JournalofHarbinEngineeringUniversityJan．2013噪声环境下单矢量水听器高分辨定向技术研究陈羽，王伟，王建飞，马树青，孟洲(国防科技大学光电科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：单矢量水听器高分辨定向技术研究对于远距离目标测向有重要意义．根据单矢量水听器自身具有流型的特点，将矩阵滤波器用于定向前的预处理，可以有效抑制不感兴趣方向的噪声．将滤波后的数据协方差进行特征值分解，得到新的噪声子空间，并修改传统MUSIC算法方位谱表达式，得到

2、了适用于噪声条件下单矢量水听器的高分辨定向算法．仿真结果表明，在足够高的信噪比条件下改进算法方位估计结果可以达到渐近无偏估计．当信噪比较低时，改进算法有效提高了分辨概率并减小了波束宽度，能在噪声环境下实现高分辨方位估计．试验数据处理结果验证了算法的有效性．关键词：单矢量水听器；矩阵滤波器；MUSIC算法；高分辨方位估计doi：10．3969／j．issn．1006-7043．201204033网络出版地址：http：／／www．enki．net／kcms／detail／23．1390．U．20121226．1627．001．html中图分类

3、号：0427．1文献标识码：A文章编号：1006-7043(2013)01-0065-06Researchonhigh-resolutiondirection—of-arrivalestimationofasinglevectorhydrophonewithnoiseCHENYu，WANGWei，WANGJianfei，MAShuqing，MENGZhou(CollegeofOptoeleetricScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha4100

4、73，China)Abstract：Thehigh-resolutiondirectionofarrival(DOA)estimationalgorithm，basedonasinglevectorhydrophoneisaveryimportantmechanismfordetectingthedirectionofatargetinlongdistancerange．Thespatialfilterwasusedforpretreatmenttorestrainthenoisefromuninteresteddirections．The

5、methodisbasedonthepremisesthatasinglevectorhydrophonehasitsownarraytype．Theresearchstudyexplorestheideathatanewnoisesubspacecanbeobtainedafterdecomposingthecovariancematrixofthefiltereddataandtheimprovedalgorithmusedforthehigh—resolutionDOAestimationofasinglevectorhydropho

6、newithnoisecanalsobeestablishedafteramendingtheazimuthestimationformulaoftraditionalmultiplesignalclassification(MUSIC)algorithm．Thesimulationindicatethatthenewalgorithmachievestheasymptoticallyunbiasedestimationundertheconditionofhighsignaltonoisera-tio(SNR)，asitraisesthe

7、resolvingprobabilityeffectivelyandnarrowsthebeamwidthwithlowSNR．Theexperi—mentalfindingsindicatethatthenewalgorithmcanbeusedtogethigh·resolutiondirection—of-arrivalwithnoise，aswellasvalidatethecorectnessofthenewalgorithm．Keywords：singlevectorhydrophone；spatialfilter；MUSICa

8、lgorithm；high—resolutiondirection-of-arrival在水声探测中，单个标量水听器无法实现对目标的定向．近年来，水声探测载体对水听器系统小型标的