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相似文献
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1.
付彦  刘劲军 《声学技术》2013,32(1):50-53
对于存在不同线谱成分的宽带信号而言,提取这些线谱成分进行恒定束宽波束形成,可以达到增强信号的目的。自适应陷波器(Notch滤波器)具有频率跟踪和相位估计的特性,基于此提出了一种自适应恒定束宽波束形成技术。对于基阵接收到的信号,以其各阵元之间的相位差为媒介,在Notch滤波器离线重构相移波束形成中提取"低频慢变化"的相位信息,对其进行补偿,使输出的重构信号具有"高频快变化"的相位信息,以此将不同频段的信号进行恒定束宽波束形成。以舰船辐射噪声为例,通过仿真和实验研究证实了该方法的有效性。  相似文献   

2.
1.引言 在声呐基阵设计中信号通常采用宽带形式,这就要求宽带信号通过基阵系统后无畸变,为此人们提出各种恒定束宽的宽带波束形成器设计方法.智婉君等提出了空间重采样的宽带波束形成器[1][2],但是由于实际阵列空间孔径有限,不能很好的满足采样定理,因此这种方法精度较低;杨益新等提出的适用于任意阵列结构设计的宽带波束形成器设计较为复杂,推导实现比较困难[3];而朱维杰,孙进才等提出了基于DFT插值[4]和FIR滤波器自适应模拟的宽带波束形成器方法[5],但是DFT插值方法需要基阵灵敏度满足一定关系式,才能使得阵列波束图不依赖于频率而变化,应用上具有局限性.他们提出的FIR宽带波束形成器法为了能利用自适应法得到宽带波束形成器在其他频率处的权矢量,需要人为构造一组在空间均匀分布的远场信号去激励自适应波束形成器,这无形中增加了计算量和设计复杂度.  相似文献   

3.
线列阵多倍频程宽频带恒定束宽的实现   总被引:1,自引:0,他引:1  
吴国清  童伟峰  方华 《声学技术》2004,23(Z1):185-187
利用N+1个嵌套线列阵在工程上实现了N个倍频程恒定束宽的波束形成.各个嵌套阵用切比雪夫加权,第I个倍频程对应的长短阵的输出信号分别通过数字低高通补偿滤波器相加后再通过第I倍频程椭圆带通滤波器,最后把N个带通滤波器的输出信号相加,则获得宽带恒定束宽的波束输出信号.文章给出了N个嵌套线列阵的宽频带恒定束宽的方向性图.  相似文献   

4.
滤波求和恒定束宽波束形成器设计   总被引:3,自引:3,他引:0       下载免费PDF全文
刘云  李志舜 《声学技术》2003,22(4):262-264,268
文章在深入分析连续阵的恒定束宽波束形成理论基础上,将阵元权系数等效为两级滤波器,第一级只该与基阵的孔径分布有关,第二级只与基阵的维数有关,给出了滤波器的设计方法。通过时域的滤波求和实现恒定束宽波束形成,避免了频域分解,降低了运算量。该方法可用于一维、二维和三维情况,并且适用于任意带宽。基于非均匀线阵的计算机仿真表明该方法的恒定束宽效果是令人满意的。  相似文献   

5.
旁瓣约束方向不变恒定束宽波束自适应综合   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
幸高翔  蔡志明 《声学技术》2009,28(2):172-175
将自适应加权方法应用于波束图的主瓣控制研究,提出了方向不变恒定束宽波束形成算法。在波束图旁瓣区域引入若干虚拟干扰源,自适应调整干扰强度,改变波束形状。以主瓣某一指向的波束宽度为参考,以每次迭代后波束图最低旁瓣峰值与主瓣峰值的差作为下次迭代运算的预设主旁瓣比,在保持主瓣区域宽度不变的情况下,用自适应综合的方法获得不同主瓣指向上的最低均匀旁瓣。将该算法应用于均匀线阵和半球面阵,均在±60°的范围内得到了方向不变恒定束宽波束。研究表明,该算法不仅适用于均匀线列阵,也可用于任意结构阵列。  相似文献   

6.
全设计频段束宽恒定的低旁瓣时域波束形成   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
唐建生  孙超  杨益新 《声学技术》2006,25(4):331-336
为了在空域无失真地接收宽带信号和有效地抑制环境干扰,提出了全设计频段束宽恒定的低旁瓣时域波束形成方法。首先,把宽带信号分为几个子带,应用半定规划的优化方法设计这些子带中心频率上的加权,使所形成的波束主瓣与设计带宽中最低频率上的波束相同,同时约束其具有低旁瓣特征。然后,设计FIR滤波器拟合这些离散频率点上恒定束宽加权所表示的幅相加权。显然,设计得到的FIR滤波器的幅相响应给出了全设计频段上的幅相加权。最后应用该方法,针对阵元具有方向性的12元均匀离散圆弧阵,设计覆盖一个倍频程的低旁瓣时域恒定束宽波束形成器,并使用线性调频信号作为测试信号,验证了所提方法的有效性。  相似文献   

7.
张大海  杨坤德 《声学技术》2008,27(3):439-445
提出了基于协方差矩阵加权方法的恒定束宽波束形成方法,它适用于任意几何形状和阵元方向性的传感器阵列。设计方法为:首先将设计频带分成若干子带,采用优化方法,通过对各子带波束施加约束,设计出具有设定波束形状的各子带波束。然后,对各子带波束进行能量综合,完成宽带信号处理。该方法解决了协方差矩阵加权波束形成方法在宽带系统中会出现的频谱畸变问题.提高了其宽带信号处理性能,为此类的宽带系统设计提供了理论支持。通过计算机仿真和湖试实验数据验证了方法的正确性。  相似文献   

8.
赵羽  蔡平  王逸林 《声学技术》2004,23(Z1):216-218
本文介绍了自适应陷波(Notch)滤波器的工作原理,在此基础上推导了一种窄带波束形成的新方法,并通过仿真加以验证.该方法简单易于实现,因而具有广泛的应用价值.  相似文献   

9.
匹配滤波器频域自适应线谱增强方法是一种基于递归算法的非线性滤波技术,它大大提高了匹配滤波器的检测性能。针对当前该技术使用窄带信号作为发射信号存在可利用的带宽有限,不能充分发挥自适应线谱增强器性能的问题,文章提出将该技术与宽带信号相结合来检测远程目标。仿真显示,该方法在低信噪比条件下获得了较高的信噪比增益和检测概率。海试数据处理结果表明,该技术的处理增益较传统方法高6.24 dB。该方法的高处理增益适合应用在水下无人平台上,弥补了小孔径阵列空间增益不足的缺点,可以实现远程目标的检测。  相似文献   

10.
摘要:在对水下目标进行探测识别的应用中,一般要求声纳系统具备在较宽频带内形成恒定束宽波束的能力:过去对声纳恒定束宽波束形成器的研究一直针对声压水听器阵,近来随着对矢量水听器认识的深入,开展基于矢量水听器阵的恒定束宽波束形成器研究越发变得必要。本文正是体现了作者在这一方面的阶段性研究成果。文中首先介绍了单个矢量水听器的指向特性,接着提出了矢量水听器阵宽带恒定束宽波束形成器的实现原理和设汁方法,并以均匀等间距线阵为例,给出了获得实现恒定束宽算法所需频域加权矩阵的步骤,之后又进一步给出了恒定束宽算法的频域实现流程,并通过计算机仿真验证了其有效性:  相似文献   

11.
基于线性预测的虚拟阵元波束形成   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
胡鹏  杨益新  杨士莪 《声学技术》2007,26(4):714-717
常规波束形成方法在信号频率一定的情况下,为提高其分辨率,需要增大基阵孔径,这在实际工程运用中受到了一定的限制。文中提出了基于线性预测技术的虚拟阵元波束形成方法。该方法在有限尺度基阵的情况下,运用线性预测技术,根据已知阵元的接收数据,估计虚拟阵元上的接收数据,使基阵孔径在虚拟的意义上得到了扩大,从而实现了高指向性窄波束,提高了基阵的指向性指数。仿真实验表明了方法的有效性。  相似文献   

12.
针对大型低频换能器指向性难以测量的问题,提出了一种基于四元十字阵的测量方法以获取大型低频换能器的指向性。利用到达四元十字阵阵元的时延差信息,结合双曲面交汇法对换能器进行定位,并根据四元十字阵阵元测得的声信号实现大型低频换能器指向性的测量;对定位算法进行理论仿真,设计并进行了湖上试验以测量模拟声源的指向性;对湖上试验测量数据进行计算分析,并与模拟声源在消声水池中的测量结果进行比较,两者-3 dB波束开角的测量结果相差在10%以内。此方法可以用于低频换能器指向性的测量。  相似文献   

13.
研究了声场分布计算射线声学和波动声学的基本理论,用解析法和声有限元-边界元法计算了平面阵辐射声场的指向性和波束宽度,分析了指向性和波束宽度随频率变化的规律。在消声水池中对研制出的密排平面九元阵的指向性和波束宽度进行了实验测量。测量结果表明,采用阵元第一谐振频率半波长布阵时频带内互辐射对指向性影响较小,在声波频率较高时,两种算法的计算值和实测值基本吻合,并且比较了两种算法计算声场指向性的适应范围和优缺点。  相似文献   

14.
有向阵元圆形阵列声纳波束形成原理及实现   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
有向阵元阵列接收具有区域指定性好和灵敏度高的优点而被广泛应用于雷达、水声信号目标探测。探讨了基于有向阵元圆阵的波束形成原理并设计出基于FPGA的自适应数字波束形成(ADBF)模块,仿真结果表明有向阵元形成的波束图较全向阵波束图有明显改善,LMS自适应算法对干扰能有效抑制,从而提高了系统输出信号干扰噪声比(SINR)。  相似文献   

15.
The unwanted radar echoes from the ionosphere are collectively called ionospheric clutter. It has proved to be the greatest impediment to achieve consistently good performance in long-range detection of surface vessels and sea-state monitoring for high-frequency surface wave radar (HFSWR). Field experimental data recorded by the HFSWR OSMAR2003 (Ocean State Monitor and Analysis Radar, manufactured in 2003) has been used in detailed investigations of the directional characteristics for this ionosphere clutter, leading to the development of effective mitigation techniques based on antenna design and adaptive signal processing. Particular attention is given to the amplitude and phase relationship among multiple spatial channels for two types of ionospheric clutter. Preliminary experimental results show that the random gain and phase variation of the antenna pattern overhead null destroyed the amplitude and phase consistency among channels. As a result, no significant measured directivity is observed in this type of specular clutter. For the incidence clutter from a lower elevation angle, it is observed that the spread clutter possesses high directivity. A nonlinear receiving array composed of multiple V-shaped antennas without deep and broad null at near-vertical incidence is proposed for adaptive ionospheric clutter suppression  相似文献   

16.
高分辨方位估计方法的稳健性研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
基于特征分解理论的子空间类高分辨方位估计方法是目前阵列信号处理领域的研究重点。与波束形成法相比,子空间类法的特点为估计精度高和分辨能力强。但是这类高分辨方法对阵列模型失配十分敏感,存在阵列误差时其估计性能明显下降。文章通过仿真和实验深入研究了MUSIC、Johnson和Mini-Norm等子空间类高分辨方位估计方法的稳健性问题,分析了一定信噪比条件下阵列误差对上述三种方法估计结果的影响程度。研究结果表明,MUSIC法和Johnson法的估计性能相当,而Mini—Norm法的稳健性明显高于MUSIC法和Johnson法,分辨能力和估计精度较好,具有良好的工程应用前景。  相似文献   

17.
江磊  蔡平  杨娟  王逸林 《声学技术》2007,26(5):822-825
目标源数估计是基于特征值分析的高分辨谱估计技术中用来划分信号子空间和噪声子空间的关键步骤,现有的估计方法可以工作的最低信噪比大约在0dB左右。通过分析直线阵空间功率谱以及相关函数,给出了波束特征值的概念,并说明了波束特征值是由直线阵阵列流形所决定的,利用这一规律设计了波束特征值分辨波束内多目标的方法,可以在波束内分辨单、双目标,通过仿真分析说明可以在-10dB信噪比条件下工作。  相似文献   

18.
盲波束形成算法可以在不知道阵的流型、信号及干扰方位的情况下,仅根据各阵元接收的数据恢复信号。由于水声信号为宽带信号,为了充分利用宽带信息,提出利用频域分解的方法获得满足窄带条件的信号,并利用窄带盲波束形成JADE(Joint Approximate Diagonalisation of Eigen-matrices)算法进行处理。对宽带盲波束形成算法进行了理论推导和仿真实验。研究结果表明,盲波束形成算法相对于常规波束形成在信号恢复方面有优越性。  相似文献   

19.
随着换能器谐振频率的降低,其尺寸一般会增大,现有的测量方法对其指向性的测量越来越困难,而且换能器在实船安装前后性能会发生变化。文章提出了一种基于三维立体水听器阵列的开阔水域下换能器指向性实船校准方法。利用超短基线定位和坐标转换确定待校准换能器与水听器阵列的位置与方向,并通过水听器阵的接收声压数据绘制换能器的指向性图。在湖上试验时分别使用标准测量法和实船校准法测量换能器的指向性,并对5 kHz和2.5 kHz频率下的实验数据进行对比分析,测试结果表明:-3 dB波束宽度误差分别为4.2%和7.4%,均满足水声测量误差低于10%的要求,证明了实船校准法的可行性和有效性。  相似文献   

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