基于均匀圆阵的宽带相干LFM信号定位方法

本文提出一种基于均匀圆阵的宽带相干LFM信号定位方法。首先,算法根据LFM信号在分数阶傅里叶域的能量聚焦性,对接收信号做分数阶傅里叶变换,实现宽带信号的窄带化处理;其次,利用圆阵的虚拟轴向平移形成的相位差构造空间平滑矩阵,完成相干信号的解相干处理;最后,对空间平滑矩阵进行奇异值分解得到相邻阵元接收数据的相位差,结合相位差反演参数估计算法得到二维角度参数估计的闭式解。仿真实验验证了算法对宽带相干LFM信号定位的有效性。     

基于SRP和GA的声源定位方法

目前在枪声的定位系统中,大多采用到达时间差（DTOA）的方法对声源方向进行估计,这种方法没有用到阵列整体的优势,缺乏稳健性.而基于可控响应功率（SRP）的波束形成技术,具有较强的稳健性、抗噪性,以及具有一定的空域滤波性能,能够提高信号的信噪比,增加探测距离.在确定声源位置时,一般采用最优化算法,最小二乘法容易陷入局部极值点,而基于自然选择法则的遗传算法（GA）模拟生物进化过程,具有并行计算的特点,是一种全局搜索算法,能够得到全局最优解.将基于可控响应功率的波束形成技术和遗传法算法应用于枪声定位系统中,并通过实际的试验数据对此方法进行了验证,从结果来看具有较高的精度.     

圆阵测向Butler矩阵网络和电路设计

文中给出了宽频带线性相位多模圆阵测向技术中天线馈电网络(Butler矩阵)的网络扩阵设计方法和实际矩阵电路研制中应注意的一些技术细节。提出了单向矩阵扩阵设计方法,使扩阵设计过程简单明了,给出的高阶圆阵测向矩阵所含微波微分移相器数量、种类及相移量较传统方法显著减少,有利于提高实际矩阵的幅相精度,降低矩阵的插入损耗。文中也介绍了提高矩阵部件耦合带状线正交电桥、功分器、微分移相器等微波元器件性能的一些方法以及实际矩阵电路设计装配调试方面应注意的一些问题。     

圆阵相位模式空间波束输出的高分辨目标方位估计算法研究

本文推导了均匀圆阵作为接收阵时的相位模式空间,证明圆阵在相位模式空间可以等效为一个虚拟线阵,并把高分辨方位估计算法应用到均匀圆阵相位模式空间虚拟线阵波束输出。计算机仿真结果显示,波束域Root－MUSIC算法应用到虚拟线阵时可以获得良好的解不相关信源的能力,而波束域WSF算法则具有比模式平滑算法更佳的解相干信源性能。     

基于刚性圆柱上均匀圆阵的声源方位角估计

本文探讨了存在障碍物时均匀圆阵声源方位角估计问题.以环绕在刚性圆柱上的均匀圆阵为阵列模型,分析了刚性圆柱障碍物对圆阵响应的影响,在柱坐标系下对声场分解所得到的特征波束空间,提出了EB-Unitary-ESPRIT算法,实现了声源方位角估计.计算机仿真结果表明,该算法能较好地估计出空间多个声源的方位角,计算量小,估计精度高,并且具有解相关声源的能力,为相关声源方位角估计的实际应用提供了一种解决方案.     

基于频率信噪比加权的麦克风阵列声源定位算法

为了提高噪声和混响环境下麦克风阵列的声源定位算法性能,提出了一种基于频率信噪比加权的可控响应功率定位算法。该算法首先根据每帧阵列信号的频域协方差矩阵估计每个频率的信噪比;然后通过激活函数将频率信噪比映射为加权值,并修正传统的相位变换可控响应功率计算公式;最后利用修正公式计算每个候选位置的可控响应功率值,通过搜索可控响应功率的最大值实现声源定位。该算法根据实时估计的频率信噪比自适应地调整各频率分量对可控响应功率的贡献。仿真结果表明,与传统的相位变换可控响应功率算法、维纳预滤波波束形成算法相比,在噪声和混响的复杂声学环境下,本文算法的定位正确率更高,均方根误差更小,对噪声的鲁棒性更强。      

均匀圆阵部分阵元失效情况下的DOA估计方法

在空间谱估计中,均匀圆阵(Uniform Circular Array--UCA)具有诸多优点,其得到广泛的应用.但在用MUSIC 算法测向时,一旦某一个或几个阵元通道失效,则通道数据变成无效数据,导致测向性能严重恶化,甚至完全失效.本文对在均匀圆阵部分通道失效的情况下,利用均匀圆阵其余阵元数据实现对信号来波方向进行有效估计的方法进行了分析和验证.其原理在于,直接将失效阵元进行隔离,利用剩余阵元形成的非均匀圆阵,进行MUSIC算法测向.该方法能在较高信噪比条件下实现和原阵列几乎相同的估计精度,在较低信噪比、信号数较小的条件下,也能取得良好的估计性能,大大增强了整个阵列谱估计的稳健性和鲁棒性.     

一种用于分布式阵列的球谐波域声源定位方法

本文提出一种适用于任意阵型和阵元指向性的球谐波域声源定位方法,能够在较宽的频域范围内,尤其是低频,提供较高的空间分辨率。水下噪声源的高分辨识别具有重大意义。传统阵列信号处理方法对低频噪声源的精确定位要求阵列具有较大孔径和较多的阵元数,导致系统过于庞大且成本较高。我们基于声场的球谐波表达和变换,采用分布在一定空间区域内的多个阵列估计该区域的球谐波系数矢量,对系数矢量进行信号处理实现声源定位。理论证明了该方法具有理想的空间选择特性。在一种特定的阵元分布下,仿真研究了该算法的方位谱估计性能以及阵元不一致性和位置误差对声源定位性能的影响。仿真结果显示,该算法在低频具有较高的空间分辨率且误差对算法定位性能的影响有限。      

均匀圆阵中盲联合角度和时延估计方法

提出了均匀圆阵中一种盲联合角度和时延的估计方法（BJADE）。对阵列天线输出的过采样样本的Fourier变换后信号进行分析，表明此信号具有三线性模型特征。该算法先利用三线性交替最小二乘（TALS）算法估计出方向矩阵和时延矩阵，然后利用时延矩阵的Vandermonde特征、基于最小二乘方法进行时延估计；利用方向矩阵结构特点和基于最小二乘方法进行二维角度估计。仿真结果说明BJADE方法具有较好角度和时延估计性能，且在过载情况下仍有较好的性能。该方法无须信道冲激响应，是一种盲、健壮的联合处理方法。     

空间非平稳噪声下圆阵的DOA估计

提出了空间非平稳噪声环境下基于圆阵的DOA估计算法.针对噪声为空间非平稳的情况,通过有效估计的加性色噪声相关矩阵对阵列数据相关矩阵进行预白化处理,克服了空间非平稳噪声对空间谱估计的影响误差,进而实现了非平稳噪声环境下圆阵DOA的精确估计,计算机仿真结果证实了该算法的正确性和有效性.     

基于传声器阵列的声源定位

概括了利用传声器阵列进行语音声源定位几种方法,同时分析了几种声达时间延迟的相关算法,并给出了几种搜索算法,给出了基于互功率谱相位加权延迟估计的声源定位实验结果。     

基于传声器阵列的声源定位系统设计

传声器声源定位是利用传声器阵列拾取声音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理的声源定位技术。设计了一种基于MUSIC算法的声源定位系统,该系统以数字信号处理器(DSP)为控制核心,通过TMS320C6747高速数字信号处理器,提高了系统处理速度,简化了设计,能更好的满足声源定位的要求。经测试,该系统具有实时、高速、精度高及可靠性好的优点。     

基于麦克风阵列声源定位的硬件系统设计

给出一种基于TMS320C6713的麦克风阵列声源定位系统。以DSP作为系统的核心控制器,通过TMS320C6713的McASP接口与A／D芯片PCM4204连接,克服了单片机系统运算能力有限,数据处理速度慢的缺点,能更好地满足麦克风阵列声源定位的要求。介绍了系统的硬件设计方案和软件设计思想,实践证明了系统具有实时高速、精度高及可靠性好的优点。     

基于均匀圆阵的近场源定位技术研究进展

近场源定位在雷达、声呐和通信中发挥着重要的作用。该文利用均匀圆阵的阵列结构优势,系统梳理了窄带近场源定位方法以及解模糊方法,并在此基础上从时域、频域、分数阶傅里叶域等方面阐述了近场线性调频(LFM)信号的方位角、俯仰角和距离等3维位置参数快速精确估计方法。最后,对相干辐射源和近远场混合源参数估计等后续研究内容进行了展望。     

运动声源定位阵列设计及校准研究

在飞跃噪声源定位测量中,核心技术是运动声源定位技术,测量过程涉及传声器阵列设计技术及传声器阵列校准基础技术研究.利用对消声室内移测架携带的不同速度的运动声源进行定位分析,利用自研程序处理采集数据获得噪声源实际位置,通过结果对比分析,验证了运动声源定位的可行性,为飞机飞行噪声源定位奠定了基础.     

基于角谱法分析圆形活塞声源近场声特性

圆形活塞的声辐射应用较广,大多数超声检测应用中所用的声源,都可视为活塞式辐射器。利用角谱法分析了传播波和倏逝波在声场轴线上的分布与空间位置、声源半径及辐射频率间的关系,通过比较两种波的声压幅值确定了倏逝波的有效传播距离。利用近场声全息(NAH)理论计算了倏逝波在换能器近场空间的声压分布,并对结果进行误差分析。仿真结果表明,基于空间傅里叶变换的角谱法和NAH法均可准确反映圆形活塞辐射近场声压呈现数衰减的分布规律。     

声传感基阵与数据融合的声源定位系统研究

针对实际应用环境中存在的噪声和反射对声源定位精度的影响,探讨一种基于五元平面阵声传感声源定位的三基阵系统的实现方法,利用声信号到达不同位置各传声器的时延差及各基阵几何位置参数关系进行定位.采用几何数学方法分析声源定位的基础,利用FPGA完成声信号的高速采集和预处理.实验证明,在具有一定环境噪声和反射条件下,系统能对声源的距离、方位进行有效定位,实验数据稳定可靠.     

基于麦克风阵列声源定位系统的FPGA实现

论述了基于麦克风阵列的声源定位技术的基本原理,给出了利用FPGA实现系统各模块的设计方法.重点介绍了其原理和模块的电路实现,给出的基于FPGA设计实验结果表明,系统最大限度发挥了FPGA的优势、简化了系统设计、缩短了设计周期、符合设计要求.