水聲信號寬帶盲波束形成技術的研究.pdf

1、波束形成在水聲信號處理中具有非常重要的作用,它能有效地抑制干擾和噪聲,提高信噪比。傳統的波束形成算法需要知道陣列流形和目標方位等先驗知識,在實際的應用中,陣形的擾動、方位估計誤差等因素將會嚴重影響算法的性能。盲波束形成算法可以在不知道陣的流形、信號及干擾方位的情況下,僅根據各個陣元的測量數據恢復出信號。而一般的盲波束形成算法都是基于窄帶信號的,所以針對寬帶水聲信號的盲波束形成技術研究具有重要的理論意義和實用價值。 已有的研究采用

2、選頻求時延的方法將窄帶盲波束形成算法擴展到寬帶信號中,但若頻段選擇不當將可能導致時延估計錯誤。本文提出了兩種寬帶信號的盲波束形成算法,第一種是采用抽頭延時線技術,根據最大化能量聚集的優(yōu)化準則求取權向量,估計出最強信號到達各個基元的延時,實現寬帶信號的盲波束形成。另一種算法是基于頻域分解的盲波束形成方法,它對有效頻段上的各個頻率點都做分析,根據各頻段上分析結果的一致性估計基元間相對時延。由于它使用了所有具有高信噪比分量的頻率值,所以真正利

3、用了寬帶信息。對仿真數據和實際海試數據分析的結果顯示該算法具有較好的性能。 論文共分四章： 第一章介紹波束形成的基本原理及常用波束形成算法。 第二章介紹窄帶盲波束形成的常用算法，討論了基于信號非高斯性的JADE算法、基于循環(huán)平穩(wěn)性SCORE算法、基于陣列響應矩陣結構性質的代數算法,以及基于信號源矩陣確定性結構屬性的ACMA算法等,并給出了各種算法適用范圍。 第三章討論了基于抽頭延時線的能量最大化和基于頻域