高斯色噪声下的子阵平滑主模式抑制波束形成

实际海洋波导是一种具有空-时相关性的衰落信道,且其驻留的海洋环境背景噪声场呈现非均匀各向异性的特性,噪声场时空相关性并非δ函数,大孔径声呐的探测性能会受到很大影响。将背景噪声建模为有色高斯随机过程,设计基于子阵平滑的主模式抑制(Dominant Mode Rejection, DMR)波束形成算法,以实现小快拍数条件下具有去相关作用的自适应处理,较好地提高了大孔径阵声呐在高斯色噪声环境下的探测能力。模拟仿真结果表明,该方法具有良好的抑制高斯色噪声的能力。

基于主模式抑制的主动稳健自适应波束形成方法

针对主动声纳发射信号持续时间短、信道复杂多变引起的自适应处理效果较差问题,通过声场空-时特性研究,提出基于主模式抑制的主动稳健自适应波束形成方法(Steered Dominant Mode Rejection,ST-DMR)。首先,该方法利用主动信号宽带频率相干性对协方差矩阵作预导向处理,提高收敛速度;然后,实施矩阵特征分解,确定出主模式子空间及其特征值;其次,以保护因子作信号方位失配保护处理,修正权值计算,从而得到波束形成的时域输出和空间谱估计结果。数值仿真与海上试验数据分析表明,ST-DMR保护能力。

一种波束域主模式抑制算法

针对阵元域主模式抑制(Dominant Mode Rejection, DMR)算法在阵元数增加时运算量急剧增大和阵元间隔失配时其稳健性降低这两个问题,提出了一种波束域DMR(Beam-space Dominant Mode Rejection, BDMR)算法。该算法把DMR算法从阵元域空间转换到波束域空间,实现降维运算,在保留原算法性能的同时,具有更快的运算速度和更好的稳健性。通过仿真试验,验证了该算法的有效性。

稳健的主模式抑制自适应波束形成算法

为了提高算法在各种信号环境下的鲁棒性,该文对主模式抑制算法的权值计算结构进行了详细分析,指出抑制系数对信号能量的保留作用有重要的影响。提出了一种对抑制系数的改进机制,利用改进后的算法计算的权值对信号能量的保留作用增强,提高了算法在高信噪比情况下的增益。实验结果表明:与传统算法相比,改进后的算法在保持了低信噪比稳健性的同时,其在强信号环境下的算法增益提高了若干dB,并且该算法在不同信号环境中,提高了信号失配的鲁棒性。