基于近场聚焦逆波束形成的UUV平台噪声自适应抵消

UUV平台自噪声会对舷侧阵产生干扰，从而影响其探测性能，本文针对平台尾部自噪声源的直达噪声和海面反射噪声，提出了基于近场聚焦逆波束形成的平台噪声自适应抵消方法。文中利用UUV平台设计参数、深度以及运动姿态信息对尾部自噪声传播到舷侧阵的路径建立几何模型，并分析了影响该路径的因素；通过该模型，平台尾部自噪声能够实时自适应地通过聚焦波束形成被估计出来，从而在舷侧阵的接收信号中实现干扰抵消。仿真结果与海试实验数据处理结果表明，该方法能够有效抑制尾部自噪声干扰，显著提高UUV探测弱目标的能力。     

用于拖曳式线列阵的一种新的线谱增强系统

拖曳式线列阵是近来声呐信号处理领域中非常活跃的课题.自适应线谱增强器有可能用于拖曳式线列阵的信号处理系统.在利用LMS迭代算法的自适应线谱增强器中,由于存在迭代噪声,系统增益与输入信噪比有关.如果不抑制拖曳平台的噪声,线谱增强系统的效用就无法发挥出来,文中提出用自适应噪声抵消系统和自适应线谱增强器级联的概念.首先把拖曳平台的噪声作为干扰加以抑制,再对输出信号进行线谱增强,从而可以提取微弱信号的线谱分量.     

应用于拖线阵声呐的一种自适应旁瓣干扰抵消器的性能分析

拖线阵声呐要求在全方位上对强干扰进行抑制,但当强干扰是宽带并与信号方向偏离较大时,自适应干扰抵消器的性能会受到限制。本文对一种具有抽头延迟线结构的部分自适应旁瓣抵消器(PASC)在用于抑制大角度宽带干扰时的性能进行了分析。数值结果表明,在合理选取参数和结构的情况下,这种PASC在用来抵消一定带宽和偏离角的强干扰时,具有较好的抵消性能。     

利用三元阵的相干干扰抵消原理及仿真研究

介绍了利用三元传感器阵抵消相干干扰的原理。推导了从强干扰中提取期望信号的表达式;讨论了阵元间距的选择,给出了阵元间距与出现方程无解的频率点之间的关系,给出了当期望信号是带限信号时的阵元间距应满足的条件;最后分析了干扰频谱幅度起伏对抵消干扰性能的影响,推导了提取期望信号的相对误差及阵处理增益的表达式．理论分析及仿真结果表明：只要知道信号的到达方向,无需知道干扰的其他信息,就可以从强干扰中提取弱信号;阵元间距必须小于信号上限频率对应的半波长;抵消干扰的性能随干扰谱幅度起伏的增大而下降。     

利用辐射噪声多线谱的多普勒进行距离估计

提出了一种利用辐射噪声多线谱的多普勒频移去估计直线匀速运动目标正横距离的方法,这种方法用单水听器进行无源测距,且不需要知道海深和其它环境参数。先用Wigner-Ville分布作为瞬时频率估计器估计出多线谱瞬时频率随时间变化作为一个信号,再定义多普勒频移的基函数,依据一种匹配投影原理,在五维空间中用一种可变步长的搜索策略去寻找该信号与多普勒频移基函数之间的最小空间距离。所找到最小距离的基函数对应于目标距离和速度的估计值。计算机模拟给出不同强度干扰噪声下的测距测速的统计误差。当干扰噪声的标准差为最大多普勒频移的10％及时间窗宽度为1．47倍的参考时宽时,测距相对误差小于5．4％,测速相对误差小于1．4％。对某海上实际目标的距离估计为42 m,速度为52 kn,与实际航行的值相符。此单点无源测距方法可应用于声呐浮标、水雷、水声实验中水声目标的运动分析和水下目标声源级测量。     

无源声呐多目标检测中反波束成形递推算法及其应用

随着声呐检测能力的提高,多目标干扰下微弱信号的检测问题日益突出。当声呐方位历程显示上出现多个干扰轨迹时,弱目标的检测显得十分困难。自适应噪声抵消(Adaptive Noise Canceling,ANC)技术为抑制多个干扰提供了理论基础,但是求解稳态最佳滤波矩阵存在着技术实现上的困难。本文提出用一种反波束成形(Inverse Beamforming,IBF)递推算法,在阵元域逐一抵消多个强干扰,从而增强并提取出微弱目标信号。文中给出了递推求解由逆矩阵所表达的最佳滤波矢量的理论推导和相应的公式。利用IBF算法处理海试数据得到了较好的结果,显著改善了强干扰下对微弱信号的检测,甚至在普通波束成形(CBF)中未能显示出来的信号都可以被检测出来。      

自适应线谱干扰抵消器的性能及其非维纳滤波现象

自适应滤波器的性能通常采用维纳滤波器理论来分析,本文指出自适应线谱干扰抵消器不符合经典解的现象。在对权系数的动态分析中,揭示了非维纳滤波效应产生的机理。     

一种改进的时变转移概率AIMM跟踪算法

针对矢量线阵跟踪目标低频线谱提取问题,提出了一种矢量线阵低频线谱提取方法,其中利用拉平后线谱的均方差乘一比例因子设为门限的方法,可以有效提取线谱成分;并且研究了利用互谱中高信噪比线谱测向剔除干扰线谱方法,准确提取出目标特征线谱,可较有效解决矢量线阵左右舷目标低频线谱特征相互干扰问题。上述矢量线阵低频线谱提取方法,得到了海试数据的初步验证。     

水下线谱噪声源识别的波束域时频分析方法研究

从联合空时频三维信息从发, 提出了波束域时频分析识别水下运动航行器低频线谱噪声源位置的方法. 首先, 利用小孔径圆环阵的超指向性波束形成, 将各线谱噪声源匀速通过正横位置附近时产生的多普勒信号在时域上分离. 其次, 分别使用伪Wigner-Ville分布和调频小波变换两种时频分析方法对波束输出的信号进行处理, 得到各噪声源信号的时频图像. 最后, 转换时间坐标到空间并参考配置信标, 即可识别低频线谱噪声源在水下航行器上的位置. 该方法解决了阵列识别水下低频噪声源的孔径受限问题, 同时对处理同频相干噪声源也适用. 仿真试验结果表明: 两种波束域时频分析方法都能较精确地识别低频线谱噪声源的位置; 在测量系统信息的配合下, 波束域调频小波变换的识别效果更优.     

宽带参量阵技术在近海探测中的研究

文章针对非线性声学宽带参量阵技术应用于近海海底剖面绘制及掩埋物探测进行了分析研究。对于宽带参量阵声呐产生的差频信号利用Berktay包络解调理论和KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程,对其进行了理论分析,水池实验研究和时域数值模拟,并结合声呐方程计算,说明该技术用于近海探测的可行性。本文同时结合脉冲压缩技术对产生的宽带差频信号做匹配处理,用于提高设备的垂直分辨率。最后在海试实验中,利用文中设计的参量阵声呐,分别使用宽带差频信号和单频差频信号对浅海海底沉积层和海底掩埋管线进行探测,取得了清晰的剖面图和掩埋物探测结果,验证了宽带参量阵技术在海底探测中的有效性和实用性。