矢量舷侧阵平台自噪声空域滤波抑制方法

发布时间：2021-11-02 02:46

　　针对UUV类小平台空间有限,平台自噪声易对舷侧阵声呐产生近场强干扰,从而影响声呐弱目标探测能力的现象,本文给出了将空域矩阵滤波技术、矢量信号处理技术以及平面波方位估计技术结合的方法,利用近场平台噪声及远场目标信号的传播特性,通过设计最优化问题求解具有平台噪声强干扰抑制功能的空域矩阵滤波器,推导得出最优解。仿真结果表明:空域矩阵滤波处理抑制了平台强噪声干扰,消除了噪声在舷侧声呐部位产生的假目标,能够提升矢量舷侧阵声呐的远程弱目标被动探测性能。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

UUV舷侧阵信号处理模型

从图2中可以看出,经过滤波器处理之后,基阵近场方向向量的指向性幅度在设定的阻带ΘS=[120°,140°]内大幅下降,即空域矩阵滤波器对设定阻带内的近场干扰噪声有明显的抑制作用;而对于基阵远场方向向量的指向性图,从图3中可以看出在设定的通带范围内是几乎没有变化的,即可以保证通带范围内的远场信号无失真通过。这里的指向性图仿真采用的是声压阵,故存在左右舷模糊,即关于90°/-90°的指向性对称,后续采用矢量阵即可消除左右舷模糊。图3 滤波前后远场指向性

图2 滤波前后近场指向性图目前的声呐系统大多数情况下都采用波束形成算法进行信号检测,对于阵列和阵元布放形式固定的舷侧阵,最小方差无失真响应(minimum variance distortionless response,MVDR)波束形成算法较为常用且可靠。由于空域矩阵滤波器滤波后的数据仍为阵元域,故可直接用于后续MVDR算法。MVDR波束形成器的输出功率表达式为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]近场聚焦逆波束形成的UUV平台噪声自适应抵消[J]. 宁江波,李淑秋,李宇,叶青华.  应用声学. 2020 (04)
[2]无人潜航器舷侧阵声呐匹配场被动定位方法研究[J]. 赵德鑫,李婷,黄芝平,苏绍璟.  湖南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[3]振动噪声影响下的舷侧阵信号检测方法[J]. 马启明,王宣银,杜栓平.  上海交通大学学报. 2008(04)
[4]国外潜艇平面Flank阵的发展状况[J]. 宫继祥.  现代舰船. 1994(04)

博士论文
[1]水下小平台声矢量阵被动探测技术研究[D]. 邱龙皓.哈尔滨工程大学 2019



本文编号：3471184