基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器麦克风小阵列语音增强方法

为了克服传统麦克风小阵列语音增强算法噪音抑制能力有限的问题,该文提出一种基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器语音增强算法, 该算法基于动态平滑系数噪声谱估计来获得相干性滤波器,分别对每个阵元接收到的信号进行滤波用以抑制包括混响等噪声信号的干扰,并把滤波后的信号作为输入信号,使用基于小阵列的广义旁瓣抵消器波束形成算法抑制残余噪声信号的干扰。模拟和实际试验表明,该文提出的算法明显优于单独使用小阵列波束形成算法和相干性滤波器算法。     

基于远近场声传播特性的拖线阵声纳平台辐射噪声空域矩阵滤波技术

针对拖线阵声纳平台噪声构成近场强干扰影响声纳弱目标探测的问题,利用近场平台噪声的多途传播特性及远场目标信号的平面波传播特性,将匹配场定位技术和平面波目标方位估计技术结合,利用平台噪声到达接收阵的拷贝向量以及平面波方向向量共同设计具有强干扰抑制功能的空域矩阵滤波器,实现了近场平台噪声抑制.设计两种最优化问题,获得不同的噪声抑制效果,给出它们的最优解,验证了解的正确性,找出解之间的关联.解释了平台辐射噪声在阵列端首方位附近构成强干扰的原因,同时解释了空域矩阵滤波后存在探测盲区的原因.由仿真可知,空域矩阵滤波处理可获得更小的探测盲区,同时获得盲区外更高的探测能力.     

一种子阵级波束形成抗干扰方法

自适应波束形成技术是相控阵雷达抗干扰的一种重要手段,目前提出的许多有效方法都是基于阵元级线阵自适应波束形成方法,而实际的相控阵雷达系统多采用阵面结构.结合线性约束最小方差(LCMV)算法,研究了一种子阵级波束合成抗干扰方法.在目标方位接收功率不变的条件下,最大限度抑制干扰方向信号接收.     

宽带子阵域特征空间稳健对角减载波束形成

针对宽带子阵域自适应波束形成器在实际使用中稳健性下降、对弱信号的检测能力受信噪比限制的问题,提出了一种宽带子阵域特征空间稳健对角减载自适应波束形成方法.首先提出利用子阵域特征空间投影法修正导引向量并得到球形不确定集的估计,再利用RCB（Robust Capon Beamformer）算法得到约束条件下的最优权值.另一方面,利用子阵域互谱密度矩阵的最小特征值作为子阵域非相关噪声功率的估计并进行对角减载,以最优权值对减载矩阵波束形成得到子带波束输出,对每个窄子带重复上述处理,再将结果非相干叠加即可得到本文方法的最终结果.理论及实验分析表明方法能提高自适应波束形成器的稳健性及输出信噪比.     

基于嵌套阵列的稀疏表示稳健波束形成方法

针对波束形成中目标方位失配以及噪声加干扰的协方差矩阵非精确重构造成的波束形成方法性能下降的问题,提出一种基于嵌套阵列的稀疏表示稳健波束形成方法。在该方法中,计算嵌套阵的采样协方差矩阵,通过差合作阵处理得到一孔径扩展的虚拟均匀线列阵;基于稀疏表示的方法来估计目标以及干扰的准确方位信息;进一步利用得到的方位信息构造导向矢量,通过最小二乘方法计算干扰信号的精确功率值;最后重构干扰加噪声协方差矩阵,通过波束形成实现干扰抑制。数值仿真表明,所提方法有效提升了干扰加噪声协方差矩阵重构精确度,在不同信噪比和快拍数条件下,输出信噪比都能逼近最优信干噪比,验证了该算法的有效性。     

一种基于多天线波束成形的全双工自干扰抵消算法

针对同时同频全双工无线通信系统,当基站采用多根发射天线和多根接收天线进行自干扰抵消时,现有技术多集中于自干扰迫零,缺少对发射机射频噪声抑制的研究.本文在考虑射频噪声抑制的基础上,提出一种收发波束联合成形算法,算法首先以信干噪比最大化为原则,优化接收机天线波束成形向量,给出了算法求解表达式;其次以自干扰最小化为原则,优化发射机天线波束成形向量,给出了算法步骤.仿真结果表明,本文算法在发射机信噪比为30.0dB和60.0dB时,3发3收基站的自干扰抵消值分别为65.5dB和89.8dB,与SVD迫零技术相比,分别有25.5dB和19.8dB的性能改善.     

宽带相控阵雷达数字波束形成及干扰置零方法

宽带相控阵波束形成通常使用模拟延时线,但量化误差及硬件的高代价阻碍了它的应用。该文在基于子阵和发射为线性调频信号的前提下,提出一种宽带子阵数字波束形成方法。该方法首先对接收信号拉伸处理和低通滤波,然后在子阵间加权实现宽带子阵数字波束形成。低通滤波后的数字采样和信号处理均可在低的速率下进行,大大降低了运算量且容易实现。此外,宽带干扰的存在会严重影响一维距离像的性能,为了抑制宽带强干扰信号,在上述数字波束形成的基础上,提出了一种宽带干扰置零方法。该方法在强宽带干扰功率的情况下仍可很好地工作。最后,对测距误差和子阵栅瓣的影响进行分析并仿真证实了该方法的有效性。     

基于波束域的子空间正交性测试宽带DOA估计方法研究

投影子空间正交性测试(Test of Orthogonality of Projected Subspace:TOPS)算法通过测试宽带信号各频率点上噪声子空间和信号子空间之间的正交性对目标方位进行到达角估计(DOA:direction-of-arrival)。此算法对参考频点上的信号子空间的估计依赖性较大,因此存在较多伪峰,低信噪比条件下性能差等缺点。针对该问题,提出一种基于波束域的宽带DOA估计方法。该方法通过将阵列接收信号转换到波束域,在波束域中利用信号带宽内各频率分量的波束域方向向量与噪声子空间之间的正交关系构造判决向量,根据判决向量搜索空间谱的极大值对应的角度进行DOA估计。该方法不需要进行角度预估,避免了TOPS算法中常出现的伪峰,降低了信噪比分辨门限,减少了计算量,具有较好的估计效果。将该方法分别运用到均匀圆阵和线阵上,通过仿真对比和海试实验数据的处理,证明了本文所提方法的有效性。      

智能天线中新的波束形成方法

提出了智能天线中三种利用估计得到的信号导向向量直接形成波束的新方法.根据CDMA信号模型和多径信道模型,用码滤波法估计得到用户最强信号(主径)的导向向量,利用这些导向向量形成恢复期望信号,抑制干扰的制约条件.根据制约条件可直接得到最小二乘(LS)波束形成方法;按照制约条件使输出能量最小得到广义最小方差无失真响应(GMVDR)波束形成方法;在GMVDR方法的基础上引入虚拟信号来进一步抑制旁瓣得到扩展最小方差无失真响应(EMVDR)波束形成方法.模拟表明这三种方法都能很好的恢复期望信号、抑制干扰和噪声,但通过比较看出EMVDR方法形成的波束最好.     

四元数域宽带鲁棒自适应波束形成

该文提出一种基于四元数的宽带鲁棒自适应波束形成方法。在利用四元数构造阵元输出的基础上,通过期望信号复包络对齐技术,建立四元数域宽带对合增广宽线性信号模型,以联合利用四元数阵列输出矢量的3种对合信息和2阶统计特性以及信号非圆信息,采用信号加干扰子空间投影方式,有效提取期望信号,抑制多个不相关干扰和噪声,进而实现四元数域宽带鲁棒自适应波束形成。同其它宽带波束形成方法相比,该方法对非圆信号的接收性能提升,可以实现阵列虚拟孔径扩展,有效克服指向误差带来的性能下降问题。计算机仿真结果验证了该方法的性能。      

三元组拖线阵声纳宽带最佳阵处理左右舷判别性能的仿真研究

应用三元组的阵元结构和最佳阵处理算法可以解决宽带下左右舷分辨这一现代拖线阵声纳设计的难题。文章首先简介了一种获得三元组拖线阵声纳宽带最佳阵处理垂直指向性图的方法,并阐述了如何基于垂直指向性图进行左右舷分辨。然后在大量仿真基础上,深入探讨了噪声结构、目标方位、阵横滚等诸要素对左右舷判别性能的影响,最后作了规律总结。     

Experimental performance of adaptive beamforming in a sonarenvironment with a towed array and moving interfering sources

The performances of adaptive array algorithms are known to suffer from a strong degradation in scenarios with moving interfering sources. In this article, basic adaptive beamforming techniques are compared using shallow sea sonar data recorded in a towed horizontal array environment with moving interfering sources originated from shipping noise. Our experimental results show the relationship between the practical performances of adaptive and conventional beamforming techniques compared in terms of output SINR or a related measure given by the noncompensated postbeamforming interference power. These results demonstrate noticeable performance improvements that can be achieved using several robust algorithms relative to traditional adaptive beamforming schemes     

细线拖曳声纳研究进展

介绍了细线拖曳声纳的基本原理和系统组成,概括了其关键技术和结构特点。针对不同原理和类型的水听器,分别介绍了基于压电水听器、光纤水听器的细线拖曳声纳的最新研究成果。在此基础上,讨论了目前存在的主要问题和发展方向。     

实用声纳阵元信号测试系统设计

本文介绍了一种基于实录噪声文件的实用声纳基阵信号测试系统.该系统基于海上实录的水声信号,结合特定的战术背景及声场环境,通过态势推演、声场计算、逆波束形成、插值等处理,实时产生符合精度要求的仿真声纳基阵信号以驱动声纳装备,实现在不同战术背景下的声纳岸上测试与操作训练功能.实践表明,该系统产生的信号具有高度的视觉和听觉逼真度.     

The partitioned eigenvector method for towed array shape estimation

The eigenvector method for estimating the positions of the receivers of a towed array is based on an eigendecomposition of the cross-spectral density matrix of the receiver outputs. The method assumes a signal scenario consisting of a single plane wave source in the presence of independent noise. This paper derives expressions for the bias and variance of the position estimates and shows that for acceptable performance, the array needs to be relatively linear and the source direction away from endfire. It also shows that the bias and variance is relatively independent of the number of receivers in the array. This observation led to the partitioned eigenvector method introduced in this paper. It is shown that the partitioning approach substantially reduces the computational cost of the array shape estimation algorithm without adversely affecting the quality of the position estimates. The theoretical work is substantiated with numerical simulations and compared to the Cramer-Rao lower bound (CRLB). Further-numerical simulations demonstrate the robustness of the technique against spatially correlated noise and an interference source     

基于分裂阵配置的旁瓣抑制方法

常规波束形成技术因原理简单、稳健性好,在被动声呐工程实践中被广泛应用,但其测向精度低且多级旁瓣在探测中会产生虚警.采用相位干涉仪先粗测再精测和相位单元化筛选能量的思想,提出基于不同分裂阵配置的方法实现对目标的高精度、低虚警探测.海上试验数据的实际运用结果表明,本文方法可消除旁瓣干扰,噪声背景级相较常规波束形成技术降低至少5dB.该方法可用于被动均匀线列阵,对雷达和主动声呐的空间谱构建也有一定借鉴意义.     

基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器

拖曳声纳阵列要求水听器在进行变速运动时不影响对水声压力信号的正常探测,这就要求水听器具有很高的抗加速度能力.为此介绍一种利用光纤光栅设计制造的对加速度不敏感而对水声压力信号具有高灵敏度的光纤水听器的实验研究结果.研制的光纤水听器声压灵敏度约为-140 dBrad/μPa,在25～6 300 Hz频率范围内具有平坦的声压...     

Characterizing partition detectors with stationary and quasi-stationary Markov dependent data

Multisensor data from sonar arrays are usually temporally and spatially dependent. In addition, in some environments the noise field in which the sonar system must operate is contaminated by impulsive and non-Gaussian interference. A natural way to include these effects is to formulate a statistic based upon the likelihood ratio. However, implementing a multisensor likelihood ratio statistic in its full generality is a formidable task. Our approach to solving the implementation complexity problem is to partition the amplitude of each sensor output intomintervals and model the resulting data as a finite Markov chain. Certain performance measures for fixed-sample-size and sequential detection statistics based on Markov chains are considered.     

Chirp信号的去噪研究及其Matlab实现

Chirp信号具有较强的抗干扰、抗多径效应和抗多普勒衰减以及良好的频带利用率等优点,因此在通信、声纳、雷达等领域具有广泛的应用。而在通信领域中,工程实践中接收到的Chirp信号常含有大量的干扰及噪声,影响通信质量。针对Chirp信号的噪声干扰问题,以电台采集的语音作为噪声样本,在Matlab上分别采用语音线性预测分析（LPC）和小波分析的方法对含噪Chirp信号进行去噪研究。实验获得了良好的去噪效果,最后对两种去噪方式下的信噪比和误码率性能进行了对比评估,结论表明小波分析的去噪效果更为显著。