具有近场零陷权的自适应波束形成算法

近场干扰是影响远场定位和检测的常见问题。为了抑制确定区域的近场干扰,提出了一种具有近场零陷权的远场自适应波束形成的设计方法。算法通过构造包含近场干扰源的虚拟协方差矩阵,实现了具有近场干扰抑制能力的远场波束形成,并应用驻定相位原理,分析了近场干扰抑制对于远场期望方向波束的影响。仿真实验证明:该算法可实现远场波束形成的同时,在近场设计区域生成有效的零陷;当期望方向趋近零陷区域方位时,主波束的阵增益会下降,零陷区域方位愈靠近阵列端射方向、零陷区域距参考阵元的距离愈大,阵增益下降程度愈剧烈。

基于近场零陷权的出砂监测干扰抑制方法

在出砂监测过程中,周围存在着大量的干扰和噪声,其中,对出砂监测影响最大的是管道振动所引起的。为了保证出砂监测的准确性,本文利用一维阵列传感器,构建近场声波传输模型,采用波束成形理论,实现对主瓣的波束聚焦成形,并在沿着管道方向的干扰,形成零陷达到对干扰的抑制。通过对出砂监测模型的分析,以及近场模型的构建,在近场模型下,根据接收信号之间的时延特性,实现对波束的聚焦成形以及对近场零陷最优权的推导、计算,使信号的来波方向上保持输出功率最大,而干扰方向形成零陷达到对干扰的抑制,改善出砂监测的准确性。仿真结果表明,该方法能够有效的实现对干扰的抑制,在来波方向形成良好的指向,而干扰方向实现零陷。

基于子阵近场零陷权的联合波达方向估计方法

针对海底长线阵在近场辐射声干扰及空间水平非均匀噪声下的远距离估计目标波达方向(DoA)问题,该文提出一种基于长线阵分子阵近场零陷权的联合目标方位估计方法。该方法将长线阵分解为多个高重叠子阵,对各个子阵利用零陷抑制技术去除近场强干扰对目标探测的影响,再利用各子阵对远距离目标方位估计结果差异性小、非目标所在频率即噪声对应空间谱最大值随机的特点,空间频率方差加权综合各子阵的目标方位估计结果,从而抑制空间非均匀噪声,实现对远距离目标的探测。仿真结果表明,与长线阵常规波束形成、长线阵近场零陷常规波束形成、长线阵近场零陷传统多重信号分类方法相比,该文方法能够有效降低空间谱背景级60 dB以上,输出信噪比提高15 dB以上,具有较强的提高信噪比能力及较高的空间分辨力,因此具有较好的工程应用价值。