一种基于能量补偿修正的移相相减方法
发布时间：2021-04-07 06:15
针对基于移相相减技术的双线阵左右舷分辨方法（移相相减法）在端射方向的能量衰减问题,依据移相相减法所得心形指向性函数变化形式,提出一种基于能量补偿修正的移相相减方法。该方法根据移相相减技术得到扫描角度上的合成数据;依据心形指向性函数变化形式与扫描角度关系,采用能量补偿修正技术降低扫描角度对合成波束的影响。理论推导分析和仿真实验结果均表明,当目标位于端射方向时,相比原移相相减法,本方法可以对目标实现有效探测;在同一衰减比下,探测能力增加了10°以上,增加了移相相减法对目标方位角的适用范围。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
同一目标信号在不同方位处被合成波束能量归一化值
问题，本文接下来将探讨如何通过能量补偿技术降低移相相减法所得心形指向性函数对波束形成结果的影响。由式（3）可知，对于兹方位处的目标信号，移相相减法合成波束能量为，对以同一目标信号，该值受左、右线列阵之间间距D和目标方位兹影响。为了降低左、右线列阵间距D和目标方位兹对合成波束的影响。本文采用式（5）对移相相减法所得合成波束进行补偿修正，以解决移相相减法在端射方向上的能量衰减问题。此时，式（3）可变为（5）式中，为修正调整因子。依据式（5）所示能量补偿修正技术，图3和图4分别给出了不同左、右线列阵间距D时的能量补偿前后结果。图3同一目标信号在不同方位处被合成波束能量归一化值（）图4同一目标信号在不同方位处被合成波束能量归一化值（）·130·0504
唤鞘褂梅段?有限。针对移相相减法在端射方向的能量衰减问题。本文依据移相相减法所得心形指向性函数变化形式与扫描角度关系，采用能量补偿修正技术降低扫描角度对合成波束的影响。为了直观评估本文方法的有效性，本文在理论分析中给出了相应的数值仿真说明。理论推导分析和数值仿真结果均验证为，当目标位于端射方向时，相比原移相相减法，本文方法可以对目标实现有效探测；在同一衰减比下，探测能力增加了10毅，增加了移相相减法对目标方位角的适用范围，具有较好的稳健性，便于工程应用。1移相相减法令图1为双线阵及其接收信号示意图，左、右线列阵为结构相同、相互平行的直线阵，每根线阵均由N个阵元组成，左、右线阵各阵元分别为和。依据图1所示，以左右相应两个水听器为一组，整个双线阵是由N个二元水听器组组成，N个二元水听器组分别为。双线阵中左、右线列阵间距为D，单个线阵中相邻阵元间距为d。如图1所示，以二维平面接收数据为例，双线阵探测目标方位时所用坐标原点为第1组二元水听器中心，各阵元接收到的远场单位方向矢量，同时规定方位角在二维平面中按顺时针为正，逆时针为负原则定义，空间处理扫描方向用单位方向矢量表示。图1双线阵各阵元位置及接收目标信号示意图为了实现目标左右舷分辨，接下来阐述移相相减处理所得心形指向性方法。如图1所示，可知双线阵左侧线列阵标分别为；右侧线列阵标分别为。则左、右线列阵接收到的远场单位方向信号可表示为（1）式中，为波数，c为声速，f为频率，为波长。如果对左、右线列阵进行移相相减处理，可得波束形成在扫描方向兹0处输出响应为：（2）李雪林，等：一种基于能量补偿修正的移相相减方法·129·0
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种联合利用方位多路径的TMA方法[J]. 孙伟,葛轶洲,周青. 火力与指挥控制. 2017(12)
[2]鱼雷目标定位跟踪技术[J]. 肖碧琴,袁富宇,苗艳. 火力与指挥控制. 2014(01)
[3]一种典型阵形畸变对双线阵声纳左右舷分辨性能的影响[J]. 张宾,孙贵青. 电子学报. 2010(10)
[4]双线阵目标左右舷分辨概率分析[J]. 蒋飚. 应用声学. 2009(03)
[5]双线阵左右舷模糊共轭抵消方法研究[J]. 王福钋,李淑秋,李宇,黄海宁. 声学学报(中文版). 2009(02)
[6]一种新的二元水听器组左右舷分辨方法[J]. 何心怡,邱志明,张春华,李启虎. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(06)
[7]阵形畸变对拖曳双线阵左右舷分辨性能的影响[J]. 张宾,孙贵青,李启虎. 声学学报(中文版). 2008(04)
[8]用双线列阵区分左右舷目标的延时估计方法及其实现[J]. 李启虎. 声学学报. 2006(06)
[9]拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述[J]. 何心怡,张春华,李启虎. 舰船科学技术. 2006(05)
[10]双线列阵左右舷目标分辨性能的初步分析[J]. 李启虎. 声学学报. 2006(05)
本文编号：3122966
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
同一目标信号在不同方位处被合成波束能量归一化值
问题，本文接下来将探讨如何通过能量补偿技术降低移相相减法所得心形指向性函数对波束形成结果的影响。由式（3）可知，对于兹方位处的目标信号，移相相减法合成波束能量为，对以同一目标信号，该值受左、右线列阵之间间距D和目标方位兹影响。为了降低左、右线列阵间距D和目标方位兹对合成波束的影响。本文采用式（5）对移相相减法所得合成波束进行补偿修正，以解决移相相减法在端射方向上的能量衰减问题。此时，式（3）可变为（5）式中，为修正调整因子。依据式（5）所示能量补偿修正技术，图3和图4分别给出了不同左、右线列阵间距D时的能量补偿前后结果。图3同一目标信号在不同方位处被合成波束能量归一化值（）图4同一目标信号在不同方位处被合成波束能量归一化值（）·130·0504
唤鞘褂梅段?有限。针对移相相减法在端射方向的能量衰减问题。本文依据移相相减法所得心形指向性函数变化形式与扫描角度关系，采用能量补偿修正技术降低扫描角度对合成波束的影响。为了直观评估本文方法的有效性，本文在理论分析中给出了相应的数值仿真说明。理论推导分析和数值仿真结果均验证为，当目标位于端射方向时，相比原移相相减法，本文方法可以对目标实现有效探测；在同一衰减比下，探测能力增加了10毅，增加了移相相减法对目标方位角的适用范围，具有较好的稳健性，便于工程应用。1移相相减法令图1为双线阵及其接收信号示意图，左、右线列阵为结构相同、相互平行的直线阵，每根线阵均由N个阵元组成，左、右线阵各阵元分别为和。依据图1所示，以左右相应两个水听器为一组，整个双线阵是由N个二元水听器组组成，N个二元水听器组分别为。双线阵中左、右线列阵间距为D，单个线阵中相邻阵元间距为d。如图1所示，以二维平面接收数据为例，双线阵探测目标方位时所用坐标原点为第1组二元水听器中心，各阵元接收到的远场单位方向矢量，同时规定方位角在二维平面中按顺时针为正，逆时针为负原则定义，空间处理扫描方向用单位方向矢量表示。图1双线阵各阵元位置及接收目标信号示意图为了实现目标左右舷分辨，接下来阐述移相相减处理所得心形指向性方法。如图1所示，可知双线阵左侧线列阵标分别为；右侧线列阵标分别为。则左、右线列阵接收到的远场单位方向信号可表示为（1）式中，为波数，c为声速，f为频率，为波长。如果对左、右线列阵进行移相相减处理，可得波束形成在扫描方向兹0处输出响应为：（2）李雪林，等：一种基于能量补偿修正的移相相减方法·129·0
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种联合利用方位多路径的TMA方法[J]. 孙伟,葛轶洲,周青. 火力与指挥控制. 2017(12)
[2]鱼雷目标定位跟踪技术[J]. 肖碧琴,袁富宇,苗艳. 火力与指挥控制. 2014(01)
[3]一种典型阵形畸变对双线阵声纳左右舷分辨性能的影响[J]. 张宾,孙贵青. 电子学报. 2010(10)
[4]双线阵目标左右舷分辨概率分析[J]. 蒋飚. 应用声学. 2009(03)
[5]双线阵左右舷模糊共轭抵消方法研究[J]. 王福钋,李淑秋,李宇,黄海宁. 声学学报(中文版). 2009(02)
[6]一种新的二元水听器组左右舷分辨方法[J]. 何心怡,邱志明,张春华,李启虎. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(06)
[7]阵形畸变对拖曳双线阵左右舷分辨性能的影响[J]. 张宾,孙贵青,李启虎. 声学学报(中文版). 2008(04)
[8]用双线列阵区分左右舷目标的延时估计方法及其实现[J]. 李启虎. 声学学报. 2006(06)
[9]拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述[J]. 何心怡,张春华,李启虎. 舰船科学技术. 2006(05)
[10]双线列阵左右舷目标分辨性能的初步分析[J]. 李启虎. 声学学报. 2006(05)
本文编号：3122966
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