拖曳阵左右舷分辨方法研究

摘要

在声纳系统中，波束形成中左右舷分辨技术一直受到世界各国学者的广泛重视，也是现今非常迫切实现的关键技术之一。本文主要围绕拖曳阵左右舷分辨技术进行了研究，基于双线阵以及矢量阵分别研究了四种左右舷分辨方法，并从多个方面对比分析各自的特点及优缺点，为实际应用中解决左右舷模糊问题提供了可靠的参考依据。通过仿真实验和对外场矢量阵数据的处理，验证了方法的可行性和有效性。
　　首先依据拖曳阵的发展历史分别列举了具有代表性的左右舷分辨方法，简要概述其工作方式及特点，介绍拖曳阵左右舷分辨的的发展以及现状。
　　分析了双线阵的自然指向性及其左右舷分辨能力，在此基础上介绍了几何相移左右舷分辨方法与时延相加相减左右舷分辨方法。它们具有计算量小、实时性好的优点，针对单频或窄带信号具有较理想的左右舷分辨能力，在低信噪比条件下具有一定的左右舷分辨优势，受阵型畸变的影响比较小。几何相移左右舷分辨方法对信号带宽展宽非常敏感。通过仿真实验验证了这两种方法的可行性和有效性。
　　研究了矢量阵的自然指向性及其左右舷分辨能力，在此基础上提出了基于声压振速互谱的左右舷分辨方法和基于Bartlett零陷权的左右舷分辨方法。这两种方法应用环境广泛，一定程度上克服了矢量常规波束形成在不同方位分辨能力不均匀的缺点，提高目标检测速度。基于声压振速互谱的左右舷分辨方法不适用于同频多目标的情况。基于Bartlett零陷权的左右舷分辨方法解决了同频多目标的问题，在两个目标关于阵列完全对称的条件下依然适用。通过外场实验数据验证了基于声压振速互谱的左右舷分辨方法和基于Bartlett零陷权的左右舷分辨方法的可行性。
　　最后，从实时性、稳健性、计算量、硬件复杂程度以及制造成本多个方面对比分析以上四种左右舷分辨方法。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 论文背景与研究意义

1.2 左右舷分辨技术发展现状

1.3 论文主要工作内容

第2章 双线阵左右舷分辨

2.1 阵列及信号的假设

2.2 双线阵数学模型

2.3 双线阵的指向性

2.4双线阵左右舷抑制比

2.5几何相移左右舷分辨方法

2.6 时延相加相减左右舷分辨方法

2.7 本章小结

第3章 矢量阵左右舷分辨

3.1 矢量阵窄带数学模型

3.2 矢量阵宽带数学模型

3.3 均匀直线矢量阵的指向性

3.4 矢量阵宽带常规波束形成

3.5 基于声压、振速互谱的左右舷分辨方法

3.6 基于Bartlett零限权的左右舷分辨方法

3.7 本章小结

第4章 四种左右舷分辨算法对比研究

4.1 信噪比对左右舷分辨能力的影响

4.2 频带展宽对左右舷抑制比的影响

4.3 阵型畸变对左右舷分辨的影响

4.4 矢量阵实验数据验证

4.5 对比分析总结

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢