矢量傳感器陣高分辨方位估計(jì)及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、在人們迄今為止所熟知的各種能量形式中，在海水中聲波的傳播性能是最佳的。聲波兼具標(biāo)量場(chǎng)和矢量場(chǎng)信息，但是長(zhǎng)期以來(lái)，聲壓標(biāo)量傳感器在水聲領(lǐng)域一直占據(jù)主導(dǎo)地位。矢量傳感器由聲壓傳感器和振速傳感器復(fù)合而成，可以空間共點(diǎn)、時(shí)間同步測(cè)量聲場(chǎng)的標(biāo)量(聲壓)和矢量(聲壓梯度、質(zhì)點(diǎn)振速、加速度、位移等)信息，它的出現(xiàn)給水聲信號(hào)處理和聲吶技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了新的活力。在短短的幾十年中，矢量傳感器已成功應(yīng)用于弱信號(hào)檢測(cè)、目標(biāo)定向、魚(yú)雷制導(dǎo)等領(lǐng)域。 本文在

2、回顧矢量傳感器波達(dá)方位估計(jì)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，展開(kāi)對(duì)二維矢量傳感器直線陣的二維高分辨方位估計(jì)技術(shù)及其穩(wěn)定性的研究。從理論上建立了二維矢量傳感器直線陣無(wú)模糊定向模型，對(duì)坐標(biāo)系中沿各坐標(biāo)軸排列的直線陣的方位估計(jì)性能進(jìn)行了分析；針對(duì)二維矢量傳感器垂直線陣(振速Vx和Vy分別指向坐標(biāo)系的X軸和Y軸，而傳感器陣位于Z軸)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了其組合指向性的數(shù)學(xué)表達(dá)式及在該陣型下矢量傳感器陣的Bartlett波束形成器及矢量傳感器陣傳統(tǒng)MU

3、SIC高分辨算法的矩陣表示；首次給出三元二維矢量傳感器垂直線陣MUSIC算法的譜估計(jì)公式，同時(shí)給出了兩種矢量傳感器陣解相干的MUSIC算法；給出矢量傳感器陣誤差模型，研究了幅相誤差、陣元軸向偏差及多卜勒頻偏對(duì)矢量傳感器陣高分辨方位估計(jì)性能的影響，并采用小生境遺傳算法對(duì)相位誤差和波達(dá)方位進(jìn)行聯(lián)合搜索。從理論和仿真試驗(yàn)兩方面對(duì)上述模型及各種算法進(jìn)行了研究。 文章最后給出湖試的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對(duì)本文提出的二維矢量傳感器線陣空間無(wú)模糊定向