应用半正定规划的目标方位超分辨方法

作     者：王悦关 马晓川 宋其岩 李璇 WANG Yueguan;MA Xiaochuan;SONG Qiyan;LI Xuan

作者机构：中国科学院声学研究所中科院水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2019年第44卷第4期

页      面：545-554页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61471352 61302169)资助 

主　　题：半正定规划 目标方位 分辨方法 常规波束形成 超分辨估计 BF算法 应用 相干信号 

摘      要：针对水下目标方位超分辨估计问题,提出了一种基于半正定规划(Sdp)的常规波束(CBF)方位超分辨算法(SdpCBF).Sdp-CBF算法基于常规波束形成获得多目标方位谱数据,利用阵列响应矩阵和半正定规划技术,精确估计目标数量和波达角方向.该算法的本质是利用阵列特性和信号能量信息获得超分辨方位估计,不用进行子空间分解,通过卷积反演的方式将阵列孔径的有限效应消除,在L2范数约束条件下重构空间谱.仿真表明,Sdp-CBF算法具有较强的噪声抑制能力,对非相干和相干信号均具有目标方位超分辨能力,在低信噪比环境下的方位分辨性能超过多重信号分类(MUSIC)等经典高分辨算法。对消声水池以及湖上实验数据的处理结果显示,Sdp-CBF算法在复杂环境中对相干信号及微弱信号具有较强的分辨能力。