低复杂度的MIMO声呐协方差矩阵重构方法

作     者：程雪 王英民 CHENG Xue;WANG Yingmin

作者机构：西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室西安710072 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2019年第38卷第4期

页      面：666-673页

学科分类：07[理学] 070206[理学-声学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51879221) 

主　　题：MIMO声呐 低复杂度 降维变换 Toeplitz 

摘      要：多输入多输出声呐在对目标进行测向时会产生复杂的运算量,从而降低算法的测向效率。针对这一问题,提出了一种基于降维变换方法的低复杂度协方差矩阵重构方法。该方法能够抑制噪声,提高目标测向性能。首先利用降维变换方法对接收信号进行波束形成,获得降维的协方差矩阵,再对矩阵进行Toeplitz处理,抑制矩阵的相干性。所得到的新的协方差矩阵,通过特征分解获得噪声子空间和信号子空间,利用 MUSIC方法进行测向。为了进一步降低运算复杂度,利用阵型所满足的旋转不变性,可以采用ESPRIT算法对目标进行波达方向估计。理论分析和实验结果表明,该方法有效降低了运算复杂度,提高了算法的测向性能。在有限快拍数的情况下,与传统测向方法相比,具有运算速度快、目标分辨力强的特点。