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舰载声纳声矢量阵列稳健波束形成
| 论文题名： | 舰载声纳声矢量阵列稳健波束形成 |
| 关键词： | 舰载声纳;声矢量阵列;波束形成;稳健性能 |
| 摘要： | 矢量水听器具有全面获取声场信息、抑制背景噪声等优点，声矢量阵列广泛应用于舰载舷侧阵声纳和拖曳阵声纳中。但舰载声纳工作时会受到平台自噪声的影响，相对于远场目标信号来说能量更强，严重影响声纳目标探测性能。舰载声纳平台自噪声根据其特性可以划分为相关噪声和非相关噪声两类，相关噪声主要包括机械振动噪声、螺旋桨噪声等，非相关噪声主要包括流噪声等。本文针对舰载声纳平台自噪声抑制开展研究，对舰载声纳稳健波束形成方法研究具有重要意义。 本文根据舰载声纳平台噪声空间分布特点建立简化的平台干扰模型，进一步结合远场目标建立阵列信号处理模型。开展了空域矩阵滤波器的理论研究，并对其常用优化设计准则进行仿真分析。选择设计了具有干扰抑制的空域矩阵滤波器，仿真结果表明在抑制平台背景干扰的同时能够实现对远场目标信号的方位估计。针对运动平台受到流噪声干扰提出数据协方差矩阵对角减载思想，仿真分析了不同对角减载方法的MVDR目标方位估计，结果表明在矢量阵各阵元通道接收噪声能量不一致情况下，非均匀对角减载能够有效消除大部分滤波后残余噪声、流噪声等非相关噪声分量，且通过改变门限系数可以保证MVDR算法的稳健性能。 最后开展了矢量阵列宽带信号目标方位估计方法研究，对比分析了ISM和CSM两类宽带信号目标方位估计算法性能。同时，通过子带划分方式设计了矢量阵宽带空域矩阵滤波器，实现了在矢量舷侧阵平台噪声干扰下对远场宽带信号目标方位估计。 |
| 作者： | 刘鑫宇 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 时胜国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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