学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

矢量阵阵处理研究

作　者: 赵羽
导　师: 蔡平
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 矢量传感器 组合指向性 增益分析 恒定束宽 分数阶Fourier变换
分类号: TP212.9
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 562次
引　用: 23次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


矢量传感器由声压传感器与直接或间接测量振速的传感器以不同方式同心复合而成,是可以空间共点、同步测量水下声场的标量(声压)和矢量(声压梯度、质点振速、加速度、位移等)的声接收换能器。与传统的声压传感器阵相比,矢量传感器阵可测得更全面的声场信息,更多的信息必然带来更大的处理空间,也必将给水声信号处理和声呐技术的发展带来新的活力。 本文在回顾矢量传感器和矢量信号处理的研究概况基础上,对矢量阵的组合指向性、矢量阵增益、矢量阵恒定束宽设计、矢量阵宽带信号处理等几个基础方面进行了细致、全面的理论、仿真分析,并通过多次的湖试数据加以验证。 各向同性噪声场中的矢量相关特性是矢量阵信号处理的基础,以此为基础,从理论和仿真对矢量阵的几种组合指向性进行对比分析,并进一步给出了莫干山、抚仙湖湖试数据的处理结果,这些结果充分表明了矢量阵在组合指向性方面的优势。能在发现目标的距离上就分辨目标所在舷的左右,是矢量阵的根本优点所在,文中给出了几种抗左、右模糊的方法,并通过仿真分析其性能。 在各向同性噪声场模型下,以常规的声压阵能量检测器增益为基准,采用“比较法”对矢量阵一些典型组合的附加增益进行了理论分析,并给出了增益表达式,理论与仿真分析结果吻合得很好。考虑到实际噪声的复杂性,进一步给出色噪声背景下的仿真结果,并对结果给出了合理的解释,进而对真实的湖试数据进行增益分析。理想噪声背景下,列举的几种矢量阵组合形式与常规的声压阵能量检测器相比分别有2.5dB～4.5dB的增益。 提出了一种基于自适应Notch滤波器的窄带波束形成新方法,在此基础上,通过提取并变换矢量等间隔阵相邻阵元间的相位差实现了矢量阵恒定束宽波束形成。该方法可以使发射信号频率降低到半波频率之下,同时得到对应于一个波长频率的矢量阵组合指向性。以该方法为基础,进一步采用二阶

全文目录


第1章 绪论  11-24
  1．1 立题意义  11-12
  1．2 矢量传感器概况  12-15
    1．2．1 矢量传感器发展  13-14
    1．2．2 矢量传感器分类  14-15
  1．3 矢量信号处理一般概念  15-16
  1．4 矢量信号处理研究概况  16-21
  1．5 恒定束宽波束形成  21-23
  1．6 论文研究内容  23-24
第2章 矢量阵组合指向性设计  24-53
  2．1 波束形成的一般原理  24-26
  2．2 波束形成方法  26-30
    2．2．1 时域波束形成  26-27
    2．2．2 频域波束形成  27-29
    2．2．3 加权波束形成  29-30
  2．3 各向同性噪声场中的矢量相关特性  30-32
  2．4 矢量阵组合指向性  32-39
    2．4．1 矢量阵组合指向性理论分析  32-34
    2．4．2 矢量阵组合指向性仿真  34-36
    2．4．3 矢量阵指向性图与波束图  36-39
  2．5 矢量阵波束覆盖仿真  39-41
  2．6 矢量阵左右舷分辨  41-44
  2．7 矢量阵湖试数据分析  44-51
    2．7．1 湖试数据预处理  44-46
    2．7．2 莫干山湖试数据处理  46-50
    2．7．3 抚仙湖湖试数据处理  50-51
  2．8 本章小结  51-53
第3章 矢量阵增益分析  53-77
  3．1 常规的能量检测器(平方积分检测器)增益分析  53-55
    3．1．1 基本概念与定义  54-55
    3．1．2 信噪比增益的推导  55
  3．2 等间隔直线声压阵增益分析  55-56
  3．3 矢量阵增益的理论分析  56-62
  3．4 矢量阵增益的仿真分析  62-71
  3．5 矢量阵增益的湖试数据分析  71-76
    3．5．1 湖试数据处理  71-74
    3．5．2 湖试数据分析  74-76
  3．6 本章小结  76-77
第4章 矢量阵恒定束宽波束形成  77-99
  4．1 自适应NOTCH滤波器  77-80
    4．1．1 工作原理  77-78
    4．1．2 利用自适应 Notch滤波器进行瞬时频率、幅度和相位估计  78-80
  4．2 基于自适应 NOTCH 滤波器的窄带波束形成方法  80-87
    4．2．1 波束形成原理及框图  80-81
    4．2．2 仿真数据验证  81-85
    4．2．3 湖试数据验证  85-86
    4．2．4 性能分析  86-87
  4．3 矢量阵恒定束宽设计  87-98
    4．3．1 恒定束宽原理  87-88
    4．3．2 仿真数据验证  88-94
    4．3．3 湖试数据验证  94-97
    4．3．4 性能分析  97-98
  4．4 本章小结  98-99
第5章 矢量阵宽带信号处理  99-117
  5．1 宽带波束形成  99-100
  5．2 分数阶 FOURIER变换  100-104
    5．2．1 定义  100-102
    5．2．2 分数阶 Fourier变换的数值计算  102-104
      5．2．2．1 时间和频率的无量纲化  102-103
      5．2．2．2 分数阶 Fourier变换的快速算法  103-104
  5．3 线性调频信号的分数阶 FOURIER变换  104-110
    5．3．1 调频斜率与“最佳”分数阶数的关系  104-105
    5．3．2 滤波与干扰的分离  105-107
    5．3．3 与匹配滤波器的比较  107-110
  5．4 基于自适应滤波器的宽带波束形成  110-113
  5．5 矢量阵宽带湖试数据处理  113-116
  5．6 本章小结  116-117
结论  117-120
  研究成果  117-118
  展望与设想  118-120
参考文献  120-126
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果  126-127
致谢  127

相似论文

  1. 数字单脉冲跟踪系统的波束形成技术研究,TN953
  2. 基于矢量传感器阵列宽带波束形成及波达方向估计技术研究,TN911.7
  3. 基于分数阶Fourier变换的SAR回波信号的检测与时频滤波方法研究,TN957.51
  4. 基于混沌序列的数字视频水印算法研究,TP309.7
  5. 分数阶Fourier变换在水声定位中的应用,TN912.3
  6. 宽带辐射噪声测量阵列DSP波束形成技术,TN911.7
  7. 水下目标特征提取与线谱跟踪技术研究,TN911.7
  8. 水下运动目标宽带辐射噪声测量分析技术,TN912.3
  9. 分数阶傅立叶变换用于信号分析的研究,TN911.6
  10. 宽带数字波束形成及测向算法研究,TN911.7
  11. 基于分数阶Fourier变换的相干信号空间谱估计技术研究,TN911.7
  12. 智能天线波达方向估计算法的研究,TN821.91
  13. 水声对抗若干关键技术研究,TN97
  14. 基于电磁矢量传感器阵列相干源DOA估计的研究,TN911.7
  15. 基于LMS的离散分数阶Fourier变换移动算法研究,TN911.6
  16. 基于分数阶Fourier变换的LFM信号的DOA估计分析,TN911.23
  17. 电磁矢量传感器取向误差校正和干扰抑制研究,TP212.13
  18. 极化敏感阵列的误差校正,TN911.23
  19. 基于四元数的矢量传感器阵列信号参数估计理论和方法研究,TN911.7
  20. 基于声矢量传感器的汽车加速噪声方位参数估计方法研究,TN911.7
  21. 分数阶Fourier变换在三维模型处理中应用,TP391.41

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
© 2012 www.xueweilunwen.com