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改进的振速矢量阵常规波束形成方位估计算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第8期43卷 83-87页

作者：马伯乐程锦房姚直象海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

为提高振速矢量阵常规波束形成(CBF)算法的方位估计能力,首先从旁瓣抑制与抗左右舷模糊两方面分析比较了两种矢量阵CBF的相关特性,然后给出两种改进算法:第一种算法利用振速通道抑制各项同性噪声的能力与解析振速的特殊形式,构造一种无... 详细信息

为提高振速矢量阵常规波束形成(CBF)算法的方位估计能力,首先从旁瓣抑制与抗左右舷模糊两方面分析比较了两种矢量阵CBF的相关特性,然后给出两种改进算法:第一种算法利用振速通道抑制各项同性噪声的能力与解析振速的特殊形式,构造一种无噪声项的类声压阵协方差矩阵;第二种算法在其基础上将两个组合振速的差分矩阵与之相加,得到一种新的矩阵.最后利用常规波束形成算法,估计目标方位.理论分析表明:这种协方差矩阵无噪声干扰,并且保持了振速矢量阵的抗左右船舷模糊能力.

关键词：水声工程常规波束形成解析振速协方差矩阵左右舷模糊

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功率受限的常规波束形成后处理拟合方法

声学学报 2020年第1期45卷 1-14页

作者：季浩然马晓川张舒皓陈禹蒲李悦中国科学院声学研究所北京100190 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

针对水下目标方位超分辨估计问题,提出一种功率受限(Power Constraint)的常规波束形成(Conventional BeamForming)拟合算法(PC-CBF)。PC-CBF算法通过常规波束形成获得目标方位谱数据,利用阵列响应向量对方位谱进行后处理,准确估计目标... 详细信息

针对水下目标方位超分辨估计问题,提出一种功率受限(Power Constraint)的常规波束形成(Conventional BeamForming)拟合算法(PC-CBF)。PC-CBF算法通过常规波束形成获得目标方位谱数据,利用阵列响应向量对方位谱进行后处理,准确估计目标个数与目标方位。算法对接收信号的功率进行限制,获得对方位谱的欠拟合,利用凸优化进行反演卷积,估计目标的方位信息。仿真结果表明,算法性能在分辨率上优于基于半正定规划的常规波束形成算法(semi-definite programming Conventional BeamForming,sdp-CBF)和多重信号分类(MUltiple SIgnal Clasification,MUSIC)。对水池实验数据以及湖试数据处理结果显示,PC-CBF算法能够获得较窄的谱峰宽度以及较低的背景级,具有较强的方位估计分辨能力。

关键词： PC 方位谱常规波束形成目标方位 CBF 方位估计波束形成算法功率受限拟合方法

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一种改进的矢量阵常规波束形成方法研究

图像与信号处理 2017年第2期6卷 89-97页

作者：韩华刘启军李智忠海军潜艇学院山东青岛

为了更好的探测低信噪比目标,我们研究了矢量阵的常规波束形成,理论和仿真分析了常规时延方法最近邻法、矩形窗sinc函数插值法以及FFT相移法对信号的影响,结果表明矩形窗sinc函数插值法以及FFT相移法对信号进行时延补偿可以提高矢量阵... 详细信息

为了更好的探测低信噪比目标,我们研究了矢量阵的常规波束形成,理论和仿真分析了常规时延方法最近邻法、矩形窗sinc函数插值法以及FFT相移法对信号的影响,结果表明矩形窗sinc函数插值法以及FFT相移法对信号进行时延补偿可以提高矢量阵接收信号之间的相关度,性能优于最近邻法。我们给出了频域分子带相移的矢量阵常规波束形成算法以及实现流程,并进行了仿真分析,比较了利用三种延时方法所到的矢量阵波束形成结果,虽然sinc-VCBF有较好性能,但是运算速度较慢,而VFFTABF比sinc-VCBF和最近邻VCBF执行速度更快,且性能与sinc-VCBF相当。

关键词：矢量阵常规波束形成精确时延相移

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改进的矢量阵常规波束形成算法

舰船电子工程 2017年第8期37卷 33-38页

作者：俞育新马伯乐海军舟山地区装备修理监修室 92721部队

为提高矢量阵方位估计能力,介绍一种改进的矢量阵常规波束形成算法(IVACBF)。该方法首先利用声压,振速对各向同性噪声的抑制能力,给出一种矢量阵联合信息处理法(NVACIP),并得到对应的空间功率谱;最后,与(p+v_c)v_c法的空间谱进行合成,... 详细信息

为提高矢量阵方位估计能力,介绍一种改进的矢量阵常规波束形成算法(IVACBF)。该方法首先利用声压,振速对各向同性噪声的抑制能力,给出一种矢量阵联合信息处理法(NVACIP),并得到对应的空间功率谱;最后,与(p+v_c)v_c法的空间谱进行合成,实现目标的方位估计。理论分析表明,这种算法的旁瓣抑制与抗左右舷模糊能力更强,噪声影响更低。最后的仿真与实测数据证明,相比于长阵列形式的常规波束形成(LACBF)与(p+v_c)v_c法,IVACBF算法可以获得更低的旁瓣与更窄的主瓣,从而改善了矢量阵方位估计能力。

关键词：矢量阵常规波束形成左右舷模糊

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圆环阵MIMO声纳常规波束形成探测方法

圆环阵MIMO声纳常规波束形成探测方法

2018年全国声学大会

作者：刘雄厚孙超伍镜蓉杨益新卓颉海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室(西北工业大学) 西北工业大学航海学院

＜正＞0引言1传统主动声纳经常使用圆环阵以获得360°探测能力,但是面临着波束旁瓣级高、角度分辨率低等缺点[1]。针对这一不足,本文提出圆环阵MIMO声纳常规波束形成探测方法。所提方法在设计的圆环阵MIMO声纳基础上,采用匹配滤波处理... 详细信息

＜正＞0引言1传统主动声纳经常使用圆环阵以获得360°探测能力,但是面临着波束旁瓣级高、角度分辨率低等缺点[1]。针对这一不足,本文提出圆环阵MIMO声纳常规波束形成探测方法。所提方法在设计的圆环阵MIMO声纳基础上,采用匹配滤波处理获得大孔径虚拟面阵,并对大孔径虚拟面阵输出使用常规

关键词：圆环阵MIMO声纳常规波束形成探测能力角度分辨率波束旁瓣级

来源： cnki会议评论

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基于子空间技术的常规多波束形成抗干扰算法

基于子空间技术的常规多波束形成抗干扰算法

第一届中国卫星导航学术年会

作者：王磊中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室

卫星导航系统（GPs）的很多抗干扰技术是以卫星信号来向估计为基础的,当估计卫星信号来向有困难时,这些算法将失效。本文给出了一种基于子空间投影的常规多波束抗干扰算法。该方法先进行子空间投影抑制干扰,然后在固定方向上采用常规波... 详细信息

卫星导航系统（GPs）的很多抗干扰技术是以卫星信号来向估计为基础的,当估计卫星信号来向有困难时,这些算法将失效。本文给出了一种基于子空间投影的常规多波束抗干扰算法。该方法先进行子空间投影抑制干扰,然后在固定方向上采用常规波束形成方法（CBF）形成多个主波束,最后对每个波束得到的无干扰数据进行捕获及定位解算等。该方法的特点是不需要知道卫星信号来向,并且在信号方向上具有一定的天线增益,适用于天线阵元数目少,估计卫星信号来向有困难的应用场景。

关键词：抗干扰 GPS 子空间投影常规波束形成

来源： cnki会议评论

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二维解卷积波束形成水下高分辨三维声成像

声学学报 2019年第4期44卷 613-625页

作者：王朋迟骋纪永强黄勇刘纪元黄海宁中国科学院声学研究所北京100190 新加坡国立大学新加坡119227 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

针对水下三维成像的空间分辨率难以提高,且具有较高旁瓣级的问题,提出了一种二维解卷积波束形成高分辨三维声成像算法,该算法首先完成任意距离切片的平面阵波束形成,近场情况下采用菲涅尔近似实现近场平面阵波束形成,然后通过二维解卷... 详细信息

针对水下三维成像的空间分辨率难以提高,且具有较高旁瓣级的问题,提出了一种二维解卷积波束形成高分辨三维声成像算法,该算法首先完成任意距离切片的平面阵波束形成,近场情况下采用菲涅尔近似实现近场平面阵波束形成,然后通过二维解卷积技术对任意距离切片的二维波束形成结果进行解卷积处理,去除阵列指向性函数的影响,改善波束响应非理想冲击函数所造成波束形成主瓣宽及旁瓣级高的问题。通过计算机仿真分析,新算法可以有效的提高水下三维成像的空间分辨率,抑制旁瓣级,并能够在较宽频带和不同阵列孔径内保持与常规波束形成相当的稳定性。通过试验研究,新方法比常规波束形成实际目标成像分辨率提高一倍,最高旁瓣级下降20 dB,验证了该算法在实际系统中的有效性.

关键词：阵波束形成三维成像解卷积高分辨二维水下声成像常规波束形成

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有源声呐距离维波束形成方法

声学学报 2019年第4期44卷 715-725页

作者：刘雄厚樊嘉豪魏焘杨益新孙超西北工业大学航海学院

针对脉冲压缩处理所获得的距离分辨率和干扰抑制能力不足的问题,提出了有源声呐距离维波束形成方法。该方法从单个脉冲回波的频域输出中提取多组子带分量,每个子带分量的中心频率形成等差数列,对应的相移形成复指数等比数列(可类比于均... 详细信息

针对脉冲压缩处理所获得的距离分辨率和干扰抑制能力不足的问题,提出了有源声呐距离维波束形成方法。该方法从单个脉冲回波的频域输出中提取多组子带分量,每个子带分量的中心频率形成等差数列,对应的相移形成复指数等比数列(可类比于均匀直线阵的阵列流形向量)。根据这一特点,使用多组子带分量构建协方差矩阵,根据中心频率设计距离维加权向量,建立了距离维波束形成模型。给出了距离维常规波束形成和距离维自适应波束形成的表达式、处理流程,对距离分辨率和干扰抑制能力进行了分析。利用数值仿真和水池实验证明,距离维常规波束形成可获得与脉冲压缩处理类似的距离分辨率,而距离维自适应波束形成可获得更高的距离分辨率和更优的距离维干扰抑制能力。

关键词：自适应波束形成距离分辨率形成方法有源声呐常规波束形成抑制能力压缩处理中心频率

典型概率密度背景下四阶累积量波束形成的阵增益

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声学学报 2014年第5期39卷 557-564页

作者：李秀坤李婷婷谷新禹哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在理论上零均值高斯分布噪声的四阶累积量恒等于零,而实际噪声和混响的概率密度是影响四阶累积量波束形成技术性能的关键问题。本文针对海洋环境噪声与海底混响的瞬时幅度分布,分别推导了四阶累积量波束形成阵增益函数;建立了阵增益与... 详细信息

在理论上零均值高斯分布噪声的四阶累积量恒等于零,而实际噪声和混响的概率密度是影响四阶累积量波束形成技术性能的关键问题。本文针对海洋环境噪声与海底混响的瞬时幅度分布,分别推导了四阶累积量波束形成阵增益函数;建立了阵增益与阵元数、海洋环境噪声和海底混响统计特性的四阶矩和二阶矩及输入信噪比的关系;确定了与常规波束形成阵增益之间存在临界信噪比,高于临界信干比时四阶累积量波束形成可以获得比常规波束形成更高的阵增益与分辨率。实验数据处理结果验证了四阶累积量波束形成阵增益和分辨率理论结果的一致性。

关键词：常规波束形成四阶累积量概率密度阵增益高斯分布噪声海洋环境噪声海底混响实验数据处理