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陆架斜坡海域水平阵波束形成阵增益仿真分析

发布时间:2018-11-10 13:38
【摘要】:陆架斜坡海域海洋环境复杂多变,水下声基阵在该海域实际应用时,阵元接收信号的幅度和相位会发生畸变,阵元间信号相关性减弱,会带来波束形成器阵增益的严重下降,进而导致声呐探测性能的损失.目前陆架斜坡海域不同波束形成器阵增益的研究较少见,本文在各向同性噪声场假设条件下,针对陆架斜坡海域上坡波导环境中水平阵的常规波束形成器(CBF)、最小方差无失真响应波束形成器(MVDR-BF)和特征值波束形成器(EBF)的阵增益进行仿真研究.结果表明:(1)CBF和MVDR-BF的阵增益均与声场水平纵向相关性有关,当水平阵的阵元个数超过一定值时,两种波束形成器的阵增益均不再随着阵元个数的增加而增大;(2)EBF的阵增益由信号协方差矩阵最大特征值与其所有特征值之和的比值决定;(3)当接收数据信噪比为.10 dB时,MVDR-BF的阵增益高于CBF,但两者均小于EBF的阵增益.
[Abstract]:The marine environment in the slope area of continental shelf is complex and changeable. When the underwater acoustic array is applied in the sea area, the amplitude and phase of the received signal of the array elements will be distorted, and the correlation between the array elements will weaken, which will lead to the serious decline of the gain of the beamformer array. Then the sonar detection performance is lost. At present, the study of different beamforming array gain in the slope area of continental shelf is rare. In this paper, under the assumption of isotropic noise field, the conventional beamformer (CBF), for the horizontal array in the horizontal waveguide environment of the upper slope of the continental shelf slope sea area is studied. The array gain of minimum variance distortionless response beamformer (MVDR-BF) and eigenvalue beamformer (EBF) is simulated. The results show that: (1) the array gain of CBF and MVDR-BF is related to the horizontal longitudinal correlation of sound field. When the number of array elements of horizontal array exceeds a certain value, the array gain of both kinds of beamformer no longer increases with the increase of the number of array elements; (2) the matrix gain of EBF is determined by the ratio of the maximum eigenvalue of the signal covariance matrix to all of its eigenvalues, (3) when the SNR of received data is .10 dB, the array gain of MVDR-BF is higher than that of CBF, but both of them are smaller than that of EBF.
【作者单位】: 西北工业大学航海学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(编号:11534009,51479169)
【分类号】:TB56

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2322619

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