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直接数据域局域联合混响抑制方法研究

声学学报 2013年第4期38卷 459-466页

作者：幸高翔蔡志明张卫海军工程大学电子工程学院武汉430033

针对非平稳条件下混响抑制问题,提出一种可利用待测数据统计信息的直接数据域局域联合(D^3JDL)空时自适应方法。不同于级联方法,该方法没有独立运行直接数据域空时自适应和局域联合方法,仅在待测空时样本内用直接数据域空时自适应原理... 详细信息

针对非平稳条件下混响抑制问题,提出一种可利用待测数据统计信息的直接数据域局域联合(D^3JDL)空时自适应方法。不同于级联方法,该方法没有独立运行直接数据域空时自适应和局域联合方法,仅在待测空时样本内用直接数据域空时自适应原理构造非期望数据矩阵,用于获取待测样本的统计信息,并作为局域联合方法的输入进行降维空时处理。由于D^3JDL方法不存在待测样本与学习样本之间统计特性失配的问题,且较好地利用了统计信息,因此具备良好的非平稳环境适应能力。仿真和实验数据处理结果表明,D^3JDL方法抗混响效果优于常规波束形成加匹配滤波处理和其它空时自适应处理方法。

关键词：混响效果数据域局域抑制方法空时自适应处理空时处理自适应方法学习样本

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任意形状旁瓣波束形成技术研究

电子学报 2005年第12期33卷 2157-2160页

作者：幸高翔蔡志明海军工程大学电子工程学院电子工程系湖北武汉430033

在自适应零陷形成的基础上,提出了一种自适应加权算法,用于任意阵型阵列构成具有任意形状旁瓣的波束图,并考虑基元方向性对波束图的影响.给出了实现自适应加权算法的三个步骤,预先设定所需旁瓣形状及旁瓣级,采用循环,最终使旁瓣与预设... 详细信息

在自适应零陷形成的基础上,提出了一种自适应加权算法,用于任意阵型阵列构成具有任意形状旁瓣的波束图,并考虑基元方向性对波束图的影响.给出了实现自适应加权算法的三个步骤,预先设定所需旁瓣形状及旁瓣级,采用循环,最终使旁瓣与预设形状吻合.将该算法用于均匀线阵和抛物线阵,均得到期望的结果,并与道夫-切比雪夫加权作了相应比较.研究表明,基元的方向性对该算法波束形成的影响很小,新算法可以消除基元宽带方向性对波束的影响.

关键词：波束形成任意形状旁瓣自适应加权基元方向性

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方向不变恒定束宽波束图数值综合

电子与信息学报 2009年第3期31卷 574-577页

作者：幸高翔蔡志明海军工程大学电子工程系武汉430033

该文提出了方向不变恒定束宽波束形成算法。该算法在主瓣控制思想的基础上,以某一指向上的波束主瓣为参考主瓣,用平移参考主瓣的方式构造主瓣位置能随波束指向变化的参考波束,旁瓣高度采用自适应方式调整。在整个观察区域内设置若干虚... 详细信息

该文提出了方向不变恒定束宽波束形成算法。该算法在主瓣控制思想的基础上,以某一指向上的波束主瓣为参考主瓣,用平移参考主瓣的方式构造主瓣位置能随波束指向变化的参考波束,旁瓣高度采用自适应方式调整。在整个观察区域内设置若干虚拟干扰源,用迭代方式不断调整干扰源强度,使任意波束指向上的波束主瓣都与相应的参考波束主瓣吻合,最终获取方向不变恒定束宽波束图。仿真实验表明,该算法能够在主波束指向±60o范围内形成有效的恒定束宽波束。

关键词：波束形成方向不变恒定束宽主瓣控制旁瓣高度调整

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加权直接数据域波束形成

系统工程与电子技术 2009年第10期31卷 2323-2326页

作者：幸高翔张卫蔡志明张贤达海军工程大学电子工程系湖北武汉430033 清华大学自动化系北京100084

为解决直接数据域(direct data domain,DDD)算法波束形成旁瓣电平高的问题,在约束优化的基础上提出了加权DDD波束形成算法。加权算法首先根据波束指向或者预成波束方向给出合适的主瓣宽度,然后在旁瓣区域约束最高旁瓣电平的高度,达到旁... 详细信息

为解决直接数据域(direct data domain,DDD)算法波束形成旁瓣电平高的问题,在约束优化的基础上提出了加权DDD波束形成算法。加权算法首先根据波束指向或者预成波束方向给出合适的主瓣宽度,然后在旁瓣区域约束最高旁瓣电平的高度,达到旁瓣抑制的效果。仿真分析了固定旁瓣电平变化主瓣宽度和固定主瓣宽度变化旁瓣电平两种约束优化形式。结果表明,加权DDD波束形成具有良好性能,能在预设主瓣宽度略宽于原波束主瓣宽度时,旁瓣电平能够满足预设要求。

关键词：波束形成直接数据域算法加权旁瓣电平

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方位未知信号联合检测与估计研究

系统工程与电子技术 2006年第4期28卷 505-508页

作者：蔡小勇幸高翔蔡志明海军工程大学兵器工程系海军工程大学电子工程学院电子工程系湖北武汉430033

为解决高斯噪声中方位未知平面波信号的检测及方位估计这一无源雷达信号处理中的重要问题,在讨论联合检测与估计序贯实现的基础上,设计远场平面波信号入射方位(DOA)的充分统计量,构造自然共轭密度函数族,并将其运用到序贯算法中。仿真... 详细信息

为解决高斯噪声中方位未知平面波信号的检测及方位估计这一无源雷达信号处理中的重要问题,在讨论联合检测与估计序贯实现的基础上,设计远场平面波信号入射方位(DOA)的充分统计量,构造自然共轭密度函数族,并将其运用到序贯算法中。仿真实验表明,联合检测与估计序贯算法较传统的检测与估计分离算法在检测性能上有2 dB的改善。

关键词：联合检测与估计充分统计量再生(共轭)概率密度函数序贯检测

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主动声呐混响抑制的空时相三维处理方法

电子与信息学报 2012年第5期34卷 1263-1267页

作者：艾锐峰蔡志明幸高翔海军工程大学电子工程学院武汉430033

针对主动声呐的混响抑制问题,该文将空时2维的处理方法扩展到空、时、相3个维度。该方法通过3个子阵的相位匹配,利用信号相位对信号方位的依从性,从波束域、多普勒域和相位域上分离混响与目标。区别于空时自适应处理(STAP)方法,它不需... 详细信息

针对主动声呐的混响抑制问题,该文将空时2维的处理方法扩展到空、时、相3个维度。该方法通过3个子阵的相位匹配,利用信号相位对信号方位的依从性,从波束域、多普勒域和相位域上分离混响与目标。区别于空时自适应处理(STAP)方法,它不需要知道信号与混响的统计特性,不用进行混响协方差矩阵的估计,从而对混响的非平稳性具有更好的适应性。仿真数据及试验数据的分析证明,该方法较之传统方法能够从更低信混比中检测出目标。

关键词：声呐信号处理空时自适应处理相位匹配混响抑制回波检测

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基于分裂阵配置的旁瓣抑制方法

电子学报 2019年第6期47卷 1388-1392页

作者：曹宦植蔡志明幸高翔奚畅海军工程大学电子工程学院

常规波束形成技术因原理简单、稳健性好,在被动声呐工程实践中被广泛应用,但其测向精度低且多级旁瓣在探测中会产生虚警.采用相位干涉仪先粗测再精测和相位单元化筛选能量的思想,提出基于不同分裂阵配置的方法实现对目标的高精度、低虚... 详细信息

常规波束形成技术因原理简单、稳健性好,在被动声呐工程实践中被广泛应用,但其测向精度低且多级旁瓣在探测中会产生虚警.采用相位干涉仪先粗测再精测和相位单元化筛选能量的思想,提出基于不同分裂阵配置的方法实现对目标的高精度、低虚警探测.海上试验数据的实际运用结果表明,本文方法可消除旁瓣干扰,噪声背景级相较常规波束形成技术降低至少5dB.该方法可用于被动均匀线列阵,对雷达和主动声呐的空间谱构建也有一定借鉴意义.

关键词：被动声呐均匀线列阵旁瓣抑制分裂阵配置相位单元化高测向精度低虚警率

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直接数据域的相位匹配回波检测

系统工程与电子技术 2013年第3期35卷 487-492页

作者：幸高翔艾锐峰蔡志明虢应华海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033 中国白城兵器试验中心吉林白城137001

提出了一种利用相位匹配直接提取接收数据中的目标回波以进行主动声纳混响抑制、回波检测的新方法。该方法首先构造子阵化的直接数据域波束形成,得到期望信号方向的若干波束输出序列;然后利用序列中信号相位与目标方位的依从性,直接解... 详细信息

提出了一种利用相位匹配直接提取接收数据中的目标回波以进行主动声纳混响抑制、回波检测的新方法。该方法首先构造子阵化的直接数据域波束形成,得到期望信号方向的若干波束输出序列;然后利用序列中信号相位与目标方位的依从性,直接解算出回波序列;再通过设计对应的检测量进行目标检测。区别于传统相关接收和空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)的方法,该方法无需考虑混响与信号的相关性和统计特性。通过试验分析,新方法较传统方法具备更好的检测性能。

关键词：回波检测相位匹配直接数据域算法混响抑制

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时空相关矩阵联合对角化对谱分辨的影响

控制工程 2009年第5期16卷 602-605页

作者：余华幸高翔刘忠海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

采用基于Jacobi算法的矩阵联合对角化方法对阵列接收数据的空时相关矩阵进行联合对角化,能够获取关于目标方位的尽可能多的信息,即空时相关矩阵"平均"特征值和特征向量,将这些平均值应用于Capon提出的最小方差无畸变响应(MVDR)空间谱估... 详细信息

采用基于Jacobi算法的矩阵联合对角化方法对阵列接收数据的空时相关矩阵进行联合对角化,能够获取关于目标方位的尽可能多的信息,即空时相关矩阵"平均"特征值和特征向量,将这些平均值应用于Capon提出的最小方差无畸变响应(MVDR)空间谱估计算法,得到修正MVDR算法。由于修正MVDR算法充分利用了目标方位信息,且不需要信号源数目的先验信息,所以,其性能优于MVDR算法和MUSIC算法。仿真试验表明,在信号源相关程度比较高的情况下,修正MVSDR算法不需要信源数目的先验信息,仍能分辨出信号方位,其性能明显优于MUSIC算法,特别是当信源数目欠估计时,而其他基于子空间的算法得不出任何有意义的结果。修正MVDR算法空时相关矩阵联合对角化能提高空间谱的分辨能力,在一定程度上增加算法的稳健性。

关键词：时空相关矩阵联合对角化空间谱分解相关信号源最小方差无畸变响应