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浅海多径效应下基于二维解卷积的目标方位估计方法研究
| 论文题名： | 浅海多径效应下基于二维解卷积的目标方位估计方法研究 |
| 关键词： | 声呐;目标方位估计;波束分裂;二维解卷积波束形成;浅海多径效应 |
| 摘要： | 目标波达角估计（Direction of Arrival,DOA）是声呐的一个重要功能，往往采用波束形成方法实现。对于水平直线阵（Horizontal Line Array,HLA）或小幅度弯曲的水平线阵（Curved Line Array,CLA），一维常规波束形成方法仅可以得到目标信号相对于阵列阵轴的到达角。浅海波导环境中存在声传播的多径现象，各路信号通常被限制在一个垂直平面内并以同一方位角和各自独立的俯仰角到达接收阵列。当目标出现在阵列端射附近方向时，各路信号会出现在不同的波束中，即波束分裂现象，此时采用一维方法估计的角度是各路沿多径传播的信号与阵轴的夹角，与目标真实方位角之间存在偏差。 波束分裂问题已在对SWellEx96实验中两个弯曲水平接收线阵的数据进行一维常规波束形成处理时被观察到。论文提出将SWellEx96实验中两个CLA阵列视为面阵，利用二维波束形成方法对目标的方位角和俯仰角同时进行估计，从而避免目标方位估计时出现的波束分裂问题。针对CLA阵列的曲率较小导致角度分辨率较差的问题，文中将现有的一维解卷积波束形成方法拓展为适用于任意形状面阵的二维解卷积波束形成方法，并应用于CLA阵列。 对SWellEx96实验的仿真数据和实验数据的处理结果表明，相较于水平直线阵，CLA阵列可以用来估计目标的二维波达角，且二维解卷积波束形成方法不仅解决了当目标位于阵列端射附近方向时一维方位估计中出现的波束分裂问题，而且在方位角和俯仰角两个维度均提供了更窄的主瓣和更低的旁瓣。在获得两个阵列对目标的方位角估计后，采用多阵列波束形成方法对声源在x-y平面进行定位，仿真结果表明，相较于二维常规波束形成，基于二维解卷积方法的声源定位误差更小。 |
| 作者： | 马诗卉 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 杨子江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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