一种基于能量补偿修正的移相相减方法

针对基于移相相减技术的双线阵左右舷分辨方法(移相相减法)在端射方向的能量衰减问题,依据移相相减法所得心形指向性函数变化形式,提出一种基于能量补偿修正的移相相减方法。该方法根据移相相减技术得到扫描角度上的合成数据;依据心形指向性函数变化形式与扫描角度关系,采用能量补偿修正技术降低扫描角度对合成波束的影响。理论推导分析和仿真实验结果均表明,当目标位于端射方向时,相比原移相相减法,本方法可以对目标实现有效探测;在同一衰减比下,探测能力增加了10°以上,增加了移相相减法对目标方位角的适用范围。     

转向机动拖曳线列阵空间谱稀疏重构

目标左右舷模糊是利用常规单根拖曳线列阵声纳探测目标时最具欺骗性的干扰之一,严重制约了拖线阵声纳的实际探测效能。根据拖线阵转向机动过程中的目标方位变化特征,提出了一种机动拖线阵空间谱稀疏重构方法。建立了拖线阵在转向过程中的接收信号稀疏模型;构建了基于多个波束域快拍的空间谱联合稀疏重构模型,采用前后向算子分裂方法进行高效的迭代求解。数据仿真结果表明,与常规波束形成方法相比,该方法可以有效地抑制左右舷模糊目标,同时具有更好的角度分辨率。最后通过海上试验数据初步验证了该方法的可行性。     

基于目标舷角分布范围的拖线阵声纳左右舷分辨推理模型

被动拖曳线列阵声纳存在目标左右舷模糊的问题,现有分辨模型可能导致误判。为克服现有模型的误判问题,综合考虑目标距离、初始舷角以及本舰机动角度等重要影响因素,建立了本舰转向完成重新测得目标时目标舷角(θ1)分布范围的解算模型。基于该模型得到目标分别位于本舰左舷或右舷时目标舷角对应的分布区间1和区间2。根据区间1和区间2的不同组合以及θ1值落在区间1和区间2的不同情形,建立了拖曳线列阵声纳左右舷的新模型。最后,实例验证了模型的适用性和正确性。     

矢量阵的快速宽带频域波束形成方法

矢量水听器能获取振速信息,因此由其所组成的阵列有着常规声压阵列所不能比拟的优势,但正因为有了振速各分量信息,基于矢量阵的信号处理面临计算量大为增加的高维协方差矩阵运算的难题,当阵元数较多时,难以实时实现。为此,基于FFT思想,提出了一种适用于矢量水听器阵列的快速宽带频域波束形成方法。该方法在频域实现,将宽带信号分解为多个窄带信号,采用快速傅立叶变换来实现各阵元数据的相移累加过程,处理速度得以大幅提高。研究表明:该方法完全满足实时处理的需求,其测向性能也能达到克拉美-罗下界,且矢量阵具有常规阵所不具有的左右舷分辨能力,对微弱目标的检测能力也较强。     

远程低频鱼雷被动自导中的左右舷分辨技术研究

对拖曳线阵列领域已有的左右舷分辨技术给出了简要的介绍,对具体的实现方法作了相应的分析.在三元阵基础上改变处理方法,得到了适用于鱼雷低频被动自导的左右舷分辨技术方案,并用理论和实验结果验证了方案的有效性.     

一种基于声矢量阵混响空间特性的窄带目标探测算法

针对声矢量水听器阵主动探测问题，从声矢量混响空间特性方面开展研究。首先，从理论上分析各向同性混响条件下声压阵、振速阵的空间相关系数，指出远距离、长处理帧条件下声压、振速阵列半波长以上阵元间距的各向同性混响近似不相关；然后，以此为基础，给出声矢量圆阵信号接收模型，并针对各向异性、各向同性混响共存情况，给出了一种声矢量解析振速平滑阵列处理方法。该方法充分利用解析振速结构特点，对声压、解析振速阵列数据协方差矩阵进行累加平均，有效减小了不同阵元各向异性混响成分相干性。实测数据结果表明：声矢量解析振速平滑方法的常规波束形成处理与最小方差无畸变波束形成处理的声场级都小于声压阵处理结果，具有更高的目标分辨能力。     

正交化超分辨算法的误差灵敏度分析

本文给出了基于 Gram-Schmidt正交化方法的超分辨算法,并分析了该算法对阵列幅度和相位误差的灵敏度。给出了两个目标、不同阵元数和不同间距等情况下的灵敏度计算结果。结果表明本文的算法在目标小角度间隔、大阵元数的情况下,受幅相误差的影响没有最大似然估计（MLM）和 MUSIC算法敏感。     

基于声矢量阵的宽带波束域高分辨方位估计

宽带信号波束域处理是实现水下目标高分辨方位估计的重要途径,它相对阵元域具有运算量小、分辨信噪比门限低以及角度分辨力高的优点。声矢量阵单个阵元能同时测量声场中的声压量和3个正交的质点振速分量,相对于声压阵,它能获取更多的声场信息。因此通过均匀声矢量阵运用MUSIC算法对宽带信号源波束域DOA估计进行了研究,改善了对弱相干信号源的方位分辨和估计性能,实验所获得的仿真结果表明了该方法具有较高的参考价值。     

基于线阵CCD的弹丸图像处理

分析了线阵CCD测弹丸攻角的原理,研究了线阵CCD在弹丸动态测试中的整体图像处理方法,提出一种新的方法:帧相减、局部归一化、二维自适应除噪滤波器和两重阈值复合算法的综合。该方法对复杂环境下的动态CCD图像处理特别有效。     

低频弱目标检测方法研究

低频工作状态的声纳波束指向性模糊、噪声干扰背景强,致使探测中空间分辨力差、弱目标易被噪声掩盖。因此,针对突破瑞利限、抑制干扰的需求,运用对空间指向更敏感的方位检测来解决该问题。理论推导了任意阵型下窄带信号的方位概率密度函数,数值分析了均匀线列阵方位检测的虚警概率和检测概率。海上试验数据的实际运用结果表明:该检测方法具备波束超分辨能力、对低频高噪声抑制效果明显,有利于发现低频弱目标,具有较高的实用价值。     

基于单快拍数据的嵌套阵列DOA估计算法

针对嵌套阵列DOA估计实时性不好的问题,提出了一种基于单快拍数据的估计算法。该算法将嵌套阵分为阵元间距等于信号半波长和阵元间距大于信号半波长的两个均匀子阵。利用两子阵接收的单快拍数据分别构造Toeplitz矩阵,然后进行特征值分解结合MUSIC算法得到低精度无模糊的DOA估计和高精度有模糊的DOA估计,最后结合解模糊算法得到高精度无模糊DOA估计。在阵列孔径相同的条件下,相比于阵元间距等于信号半波长的均匀线阵,算法需要的阵元个数较少,节约了硬件成本。该算法具有较好的实时性,并且拥有较高的测向精度。仿真结果证明了算法的有效性。     

线导鱼雷攻击远距离舰艇目标影响因素分析

使用线导鱼雷攻击远距离目标时,除了受目标方位误差的影响外,还应该综合考虑目标的运动态势（速度、舷角）以及目标距离等因素的影响。建立了线导加声自导鱼雷控制模型,通过仿真得到不同目标舷角、不同目标速度及不同射距条件下鱼雷捕获目标概率,根据仿真数据对目标舷角、目标速度及射距对线导鱼雷攻击远距离目标的影响进行分析,给出使用建议和应注意的问题。     

幅相误差对声纳均匀线列阵的影响分析

针对幅相误差是制约声纳基阵性能的重要因素,建立存在幅相误差的均匀线列阵模型,进而提出统计计算与计算机仿真相结合的方法。该方法通过计算线列阵方向性函数的统计特性,分析具有幅相误差、基元失效时均匀线列阵对基阵指标的影响。仿真证明理论分析是正确的。     

潜艇指控系统信息融合原理与算法

本文从潜艇传感器配置及量测特性出发,研究了潜艇指控系统信息融合的体系结构,在介绍被动测距站、拖曳线列阵多阵目标运动分析的基础上,连同噪音测向站和侦察声纳多目标航迹的处理一起,我们重点研究了潜艇各传感信息融合算法。     

基于接收分集的MIMO雷达性能分析

基于接收分集的MIMO雷达发射端采用阵元间距为半波长的均匀线阵,各子阵元发射相互正交的信号,而接收阵元间距满足空间分集条件。由于天线阵元之间紧密分布的发射阵列可以当作一发射站处理,因此该MIMO雷达的结构与一发多收多基地雷达类似。分析比较了双基地雷达、一发多收多基地雷达和接收分集MIMO雷达的检测性能和模糊函数,指出接收分集MIMO雷达具有良好的检测性能、方位角分辨力和较低的"自身杂波",这有利于微弱目标的检测、目标的高精度定位、虚假目标的消除以及雷达系统可观察目标动态范围的提高。     

影响空间功率合成效率的因素分析

空间功率合成应用广泛,但是其合成效率受到信号的幅相差异、阵元数目等因素的影响。分析了正态分布条件下的幅相差异与阵元数目对合成效率的影响,对给出的空间功率合成的平均合成效率的表达式进行分析。结果表明:幅相差异的影响与空间功率合成系统的阵元数成正比关系;而在幅度差异和相位差异相近时,阵元数目增加时合成效率趋于某一稳定值;增加阵元数目是提高系统增益的最有效方法。     

一种基于虚拟阵元的超波束形成方法

针对超波束形成方法(Hyper Beam-forming,HBF)在实际应用中的不稳定问题,依据阵元间协方差矩阵同一斜对角线上不同元素具有相同相位差的特点,提出了一种基于虚拟阵元的超波束形成方法(Hyper Beam-forming Based on Virtual Array Element,VAEHBF)。该方法按互相关法对接收阵进行虚拟扩展;按HBF思想分子阵分裂波束形成;对分裂波束形成结果进行合成,得到改善的超波束形成结果。数值仿真和实测数据处理结果表明,相比HBF方法,该方法通过对接收阵进行虚拟扩展,在保持分辨力不变的情况下,可进一步提高合成波束增益,对信噪比的适应能力得到了3 dB提高,提高了HBF的目标检测性能及方位估计能力。     

一种新的MIMO雷达DOA估计方法

多输入多输出(MIMO)雷达通过分布式布阵可以获得空间分集增益,抑制目标闪烁,但过大的阵元间隔不利于DOA估计.采用发射阵列分布式布阵,接收阵列密布阵的收发分置系统,通过发射正交信号,在接收端经匹配滤波信号分选后构造虚拟子阵,提出了一种子阵优选算法,抑制目标闪烁,实现多目标超分辨.对子阵优选算法在MIMO二维空间定位中进行扩展,使MIMO同时具备抑制目标闪烁和提高自由度的特点.最后仿真实验表明了该算法的有效性.     

一种水下目标尺度特征无源模拟优化方法

针对接收应答式水下目标尺度模拟方法对抗主动声引信的不足,提出了利用角反射器线列阵模拟潜艇声反射尺度特征的方法。首先,建立了基于反射器阵的模拟潜艇声反射模型,给出了从目标声反射总强度、亮点分布及尺度特征等方面模拟潜艇尺度特性的实现方法;然后,进行了对抗主动声引信的验算;最后,为增大反射器阵有效反射范围并避免反射盲区,提出了利用多格错位反射器构建反射阵的优化方法,并设计了四格错位反射器单元,该单元显著扩大了有效反射范围并避免了盲区,提高了该方法的有效性。     

基于相位补偿的单通道接收阵列测向方法

多通道阵列测向系统存在硬件量大、造价高及多通道间不一致时性能恶化等诸多不足,因而提出一种基于相位补偿的单通道接收阵列测向方法.所有阵元共用一个接收通道,通过切换开关分时选通各阵元,各阵元的感应信号在时域上是错开的,无法进行超角分辨测向.在频域上补偿各切换时延引入的附加相位后,使得各路信号在时域对齐,此时可进行超角分辨测向.计算机仿真实验说明了此系统模型和信号处理方法的正确性.