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基于Bartlett加权的水下近场多源精确定位

2012-08-21王二庆

舰船科学技术 2012年11期
关键词:信号

王二庆,杨 奋

(中国人民解放军91388部队95分队,广东 湛江 524022)

0 引言

水下声图测量(under water acousticimage measurement,UAIM)技术是一种特殊的声成像方式[1-2]。它是一种被动式的声成像技术,其目的是获得物体辐射噪声源的空间分布结果,并不需要获得物体的真实图像。水声中的被动声图测量技术受到空气声学中研究成果的启发,比如利用水下线列阵对潜艇辐射噪声进行测量和分析以期得到潜艇噪声源的分布图 (声源的一维分布情况),利用大型面阵测量舰艇等目标的声源二维空间分布图。

由于工作在近场其涉及到近场波束形成补偿的问题[1-3]。为了降低阵元成本,其布阵方式往往是稀疏布阵,然后利用Capon法等高分辨方法来获得更好的分辨率和栅瓣抑制效果[4-5]。但对于多个声源,Capon法的定位精度也很有限,且定位结果不是很令人满意。针对此,本文考虑在常规波束形成法(conventional beamforming,CBF)法和 Capon法定位结果的基础上,利用Bartlett加权在各声源处进行波束置零的方法来进行近场定位,获得了更精确的定位结果。

1 近场被动成像

1.1 信号模型

设阵列的近场中存在P个声源,这P个声源辐射的信号为相干信号。接收阵列为N元均匀线列阵,阵元间距大于半波长。令xn(t)表示第n个接收阵元上的信号。为了简化分析,假设每个声源辐射信号的主要成分集中在某个频点附近(即窄带信号),同时信号的传播过程是非弥散的。每个接收阵元上的信号可以看作P个声源辐射的信号经过不同的时延和衰减后在时域上的叠加,因……

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