基于共形阵的远场声阵列定位关键技术研究

发布时间：2017-10-08 08:45

  本文关键词：基于共形阵的远场声阵列定位关键技术研究

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【摘要】：声阵列定位技术的核心是阵列信号处理,由于声音信号应用的广泛性,声信号处理也是信号处理领域的一个重要分支。根据研究趋势,信号处理发展为两个方向,一个是数字波束形成(Daptive Beamforming,DBF),另一个是波达方向估计(Direction Of Arrive,DOA)。阵列信号处理的基础是阵列结构,在科技以及环境复杂性不断提高的今天,“共形阵列天线”(Conformal Antenna Array,CAA)的研究越来越突显其重要性。考虑到空气动力学和水力学等相关的实际性问题,共形阵独有的特性能更好的提高系统性能。由此,本论文抓住两个大方向,一是论文选用了共形阵作为研究对象,二是对基于共形阵的声阵列定位算法进行研究。论文的主要工作包括:1.通过分析共形阵与常规阵列的关系,利用常规阵列模拟共形阵问题,建立了共形阵接收信号模型。以共形阵增益问题为主线,以MUSIC算法为基础,对常规阵列情况下的算法效果和在共形阵情况下的算法效果进行对比分析。通过子阵法思路,提出了基于阵元功率的选阵算法。2.通过对共形阵的噪声情况进行分析,在功率子阵法的基础上又提出了双测法的思路,结合波达方向技术DOA和数字波束形成技术DBF提出了两个基于共形阵测向定位的改进算法。一个是干涉仪算法与MUSIC算法相结合的优化算法,另一个是DBF技术和MUSIC算法相结合的优化算法。3.根据不同的阵形,不同的算法分别给出了具体实现步骤,并仿真验证了效果。同时给出了改进算法几个可进行调整的地方,以便根据不同的情况对算法进行调整。分析了本文所研究内容,根据远场声阵列定位技术的实际情况设计了系统界面,并对仿真数据进行了数据分析。基于共形阵的研究越来越丰富,针对共形阵的遮挡问题,虽然通过仿真验证了本文所提改进算法的有效性和普适性,但当共形阵阵形的复杂度不断提高,其选阵算法的“智能”性也要有所提高,这是未来十分需要研究的方向。同时,共形阵改进算法的定位精度如何提高,以及全面考虑共形阵阵元和其它细节之后的问题,将是一个需要系统化思考的研究重点。
【关键词】：共形阵 声定位 子阵选取算法 MUSIC算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.7
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本文编号：993100