| 强干扰下空间抗混叠宽带波达方位估计 |
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| 引用本文： | 虞梦苓,杨龙,杨益新.强干扰下空间抗混叠宽带波达方位估计[J].声学学报,2023(6):1154-1163. |
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| 作者姓名： | 虞梦苓 杨龙 杨益新 |
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| 作者单位： | 1. 西北工业大学航海学院;2. 陕西省水下信息技术重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(11904274,11974286)资助； |
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| 摘 要： | 提出了基于改进频率差分(FD)技术的空间抗混叠波达方位(DOA)估计方法,实现了阵元稀疏排布,即在阵元间距远大于入射信号波长时,存在栅瓣模糊情况下多水下声学目标的方位估计。首先,确定目标方位角度搜索范围,建立阵列信号处理模型,对宽带信号不同频率成分之间进行频率差分处理,从而降低信号频率以满足阵元稀疏排布阵列的空间奈奎斯特采样要求。然后,基于投影子空间正交性检验(TOPS)算法构建一个对角变换矩阵,利用对角酉变换矩阵正交性直接对阵列流形进行频率差分处理,使其频率差分处理输出的信号个数与输入信号个数相等。最后,进一步推导频率差分域等效目标方位与真实入射信号角度等价的条件,并基于该等价条件进行频率筛选,最终获得无模糊的空间方位谱结果。经仿真实验验证,所提算法在信噪比为-10～20 dB范围内,估计结果均方根误差低于0.1°,有效抑制了栅瓣且受干扰强度影响较小。经海试数据验证,所提算法可以有效估计出目标方位,并避免空间混叠项干扰。所提空间抗混叠波达方位估计方法能够有效抑制栅瓣模糊,提高目标方位估计精度,且在强干扰条件下仍具有较好的角度估计性能。
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| 关 键 词： | 波达方向 抗混叠方法 频率差分技术 子空间 |
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