矢量圆阵时域解析MVDR算法研究.pdf

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1、第39卷第3期舰船科学技术Vol.39,No.32017年3月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMar.,2017矢量圆阵时域解析MVDR算法研究王易川1，李海涛1，高鑫1，陈鹏2(1.海军潜艇学院，山东青岛266042；2.海军青岛雷达声呐修理厂，山东青岛266000)摘要:为提高矢量圆阵的方位估计性能，将VTAMVDR（MVDRbasedonTime-domainAanalysissignalsofVectorSensor）应用在矢量圆阵中，提出矢量圆阵时域解析MVDR算法，研究了矢量圆阵时域解析MVDR算法的原理及

2、实现流程，然后通过仿真分析对比矢量圆阵时域解析MVDR算法与矢量圆阵常规波束形成的波束宽度、方位估计性能和分辨率。仿真结果表明，矢量圆阵时域解析MVDR算法方位估计性能和多目标分辨能力优于常规波束形成算法。关键词：矢量圆阵；时域解析；波束形成中图分类号：TN911.7文献标识码：A文章编号：1672–7619(2017)03–0131–04doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2017.03.027Studyingofcircularvectorsensorarraytime-domainanalysismvdra

3、lgorithmWANGYi-chuan1,LIHai-tao1,GAOXin1,CHENPeng2(1.NavySubmarineAcademy,Qingdao266042,China;2.NavyQingdaoRadarandSonarRepairFactory,Qingdao266000,China)Abstract:Toimprovetheresolutionofdirectionestimationofcircularvectorsensorarray,anewalgorithmbasedonVTAMVDRisusedinc

4、ircularvectorsensorarraysignalprocessing.Circularvectorsensorarraytime-domainanalysisMVDRalgorithmisproposed.Studiedtheprincipleandprocessflowofcircularvectorsensorarraytime-domainanalysisMVDRalgorithm.Comparedthebeamwidthandresolutioncapabilityofcircularvectorsensorarr

5、aytime-domainanalysisMVDRwithcircularvectorsensorconventionalbeamformingalgorithm.TheoreticalanalysisandcomputersimulationsshowthattheproposedalgorithmismoreeffectiveinimprovingresolutionofmultipletargetsthanthetraditionalalgorithmKeywords:circularvectorsensorarray；time

6、-domainanalysis；beamforming0引言时域实数信号通过希尔伯特变换构造出复数形式的解析信号，再利用线性约束条件使阵列输出功率最小的矢量水听器可以同时测量声场的声压和质点振速准则确定复数形式的最优权向量，从而获得来波方向信息的传感器，通过联合处理声压和振速得到不同的的波束输出功率。在构造时域解析信号的基础上，对组合指向性，并为最简单的线列阵带来了分辨左/右舷每一路时域解析信号引入复权，利用期望方向的输出模糊的能力[1–3]。目前对于矢量线阵的空间谱估计已经相应不变的约束使阵列输出功率最小而获得权向量的有较多的文献发

7、表，而对于矢量圆阵的研究较少[4–6]。最优解。利用TAMVDR，可在单次快拍下获得稳定优圆阵和直线阵相比有诸多优点，可以进行360°无模糊测向。在矢量线阵空间谱估计研究方面，文献[7]提出化解，信号检测和方位分辨性能较优。相对于其他算了VTAMVDR（MVDRbasedonTime-domainAanalysis法需要很多快拍数据才能收敛而言，该算法相对降低signalsofVectorSensor）空间谱估计方法，VTAMVDR了对条件的依赖，同时运算量相对较小。本文研究了的基本思想是应用TAMVDR（MVDRbasedonTim

8、e-VTAMVDR在矢量圆阵中的应用。首先从矢量圆阵的domainAanalysissignals）的理念将接收到的声压振速阵列模型出发，提出了矢量圆阵时域解析MVDR算收稿日期:2016–07–18；修回日期:2016