一类非平稳信号的时域自适应波束形成

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abcchencj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
波束形成技术是水下目标定位研究中的核心部分,其中自适应波束形成算法的研究有重要意义。现行高分辨算法可以提高宽带被动声纳的目标分辨能力以及信号检测能力,但同时也存在一定的限制条件。最小方差信号无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)自适应波束形成算法在低信噪比条件下具有良好的方位估计性能,以及诸多改进算法能够进一步提高其稳定性和宽容性。时域解析MVDR算法(TMVDR)通过引入时域解析信号,实现了利用时域宽带信号进行幅相加权,获得了同频域MVDR方法相同的权向量自由度,在不需作子带分解情况下,大大减小了计算量。在数据短时空平稳条件下,获得稳定收敛解所需要的数据长度远小于频域MVDR方法。基于TMVDR的特点,本文的研究内容为MVDR自适应波束形成在一类非平稳脉冲信号(单chirp脉冲)领域的应用,利用TMVDR实现单chirp脉冲的自适应高分辨波束形成(CTMVDR)。本文的主要工作包括:(1)分析了CTMVDR可行性,给出了实现CTMVDR的关键是稳定估计阵列优化权向量,而稳定估计优化权向量的条件是稳定估计chirp脉冲信号自相关;(2)通过数值仿真实验对比chirp脉冲信号的常规波束形成、频域波束形成和CTMVDR方法的DOA估计性能,从而说明了CTMVDR的性能特点及优越性。并进一步利用辛格函数精确时延算法,通过对接收时间序列进行非整数点的时延,从而提高了阵列信号的时延精度。最后讨论了chirp信号带宽宽度对CTMVDR性能的影响;(3)设计并组织了湖试实验,实验结果初步验证了CTMVDR方法的可行性和有效性。数值仿真和湖试实验结果表明:i.在采样频率不超过10倍nyquist频率条件下,低于1024个采样点即可稳定估计自适应优化权向量;ii.相比常规波束形成以及频域MVDR方法,CTMVDR方法具有更好的波束响应、DOA估计、阵处理增益和Chirp脉冲信号的时间波形估计性能。进一步的工作从以下两方面展开,一方面是进一步在实际应用中检验CTMVDR方法,设计组织海上实验;另一方面是尝试将MVDR自适应波束形成方法进一步拓展到其他非平稳脉冲信号。
其他文献
随着科学技术的不断发展,鉴于复杂网络在非线性动力系统中的重要地位,已成为科学界的前沿领域之一。不论是从混沌到复杂系统,还是从细胞运动到生态系统,不论在各学科领域还是整个
随着社会的发展,人们对通信质量、速率及容量的需求也随之上升,自由空间光通信因其通信容量大、体积小、抗干扰能力强等诸多显著的优点得到越来越多的关注,已然成为国际各国
现在信息科学的发展与各个领域的联系越来越密切,其中量子力学与信息科学的结合部分就成为一门新的学科--量子信息学。它是是上个世纪兴起的一门交叉学科。该学科主要包括:量子
二氧化钒(V02)是一种固态热致相变材料,在温度升至68℃时会发生非金属-金属的可逆转变。由于在V02相变过程中会伴随有材料的电阻、磁化率以及光的透过率等的可逆突变,且在经过掺杂后其相变温度可降至室温附近,因此应用十分广泛。一方面可利用V02与其他半导体材料制备异质结以用于制作光电探测器和光电池等光电器件;另一方面,在基片上直接制备的V02薄膜可应用于智能玻璃和激光防护装置等的研制。目前实现VO2
本文提出了一个新的基于光线扫描的微纳表面三维干涉测量系统。色散光栅将宽带光源发出的宽谱光色散成扇形光片,将其准直成平行光片后利用此平行光片扫描被测表面进行测量。不同波长的光由被测表面上不同被测点返回,与参考光干涉后,由线阵CCD探测。线阵CCD不同的像元探测到被测表面上不同的被测点反射的光形成的干涉信号,每个干涉信号包含被测表面的高度信息。对CCD每个像元探测到的干涉信号进行处理,即解调出被测表面