矢量舷侧阵平台干扰抑制与目标方位估计

发布时间：2024-03-07 04:53

　　矢量舷侧阵是安装在水下航行器壳体两侧具有固定位置的矢量传感器声纳基阵,由于该基阵直接安装在航行器壳体上,因此平台本身的近场干扰很强,主要包括螺旋桨辐射噪声、流噪声和振动噪声等,其中最严重的平台干扰是振动噪声。对于矢量舷侧阵而言,远场目标的方位是不可提前获知的,而且远距离传播到达基阵后能量很小;而舷侧阵振动噪声的特性与方位都可获知,且因其处于近场,能量相对远场目标来说比较强,因此舷侧阵的目标方位估计受到很大的干扰。由于振动干扰传播信道和产生机理复杂,使得现有的抑制或抵消振动噪声的方法处理能力有限。空域矩阵滤波技术是一种对阵列信号进行预处理的技术,利用一个空域矩阵与阵列接收数据相乘,便可实现抑制阻带区域干扰的同时保留通带区域的目标信号。本文基于空域矩阵滤波技术研究了矢量舷侧阵近场平台振动干扰的抑制及方位估计技术。首先对空域矩阵滤波器的设计进行了研究,并分析了其在不同参数设定下的性能。其次利用设计的矩阵滤波器对矢量舷侧阵接收到的数据进行预处理,滤除近场平台振动干扰并保留目标方位的信号,由于空域矩阵滤波器滤波后的数据仍为阵元域,所以此类滤波器可以用在很多方位估计算法前。本文分别以MVDR算法和...

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图2.2舷侧阵噪声模型

8图2.2舷侧阵噪声模型对于长度为L的线阵来说，如果目标距离R满足式(2-8)，则认为目标位于远场范围：

图3.1滤波器通带响应

图3.1滤波器通带响应图3.1给出了窄带空域矩阵滤波器的归一[90,90]，从图中可以看出，该滤波器基本实现-100-80-60-40-20020406080100角度/（°）-40-35-100-30

图3.2滤波器通带响应误差-100-80-60-40-20020406080100角度/（°）

图3.1滤波器通带响应图3.1给出了窄带空域矩阵滤波器的归一[90,90]，从图中可以看出，该滤波器基本实现-100-80-60-40-20020406080100角度/（°）-40-35-100-30

图3.5不同通带位置输出响应图

图3.5不同通带位置输出响应图图由图3.5和图3.6可以看出，通带位置会影响滤差响应最小。说明滤波器的性能会随着通带位-100-80-60-40-20020406080100角度/（°）-40-100-20

本文编号：3921417