何光进 程锦房 张 炜 吴 昊

（海军工程大学兵器工程系1） 武汉 430033） （镇江船艇学院船艇工程系2） 镇江 212003）

0 引 言

声源波达方向（DOA）估计是水下被动声纳系统的重要研究内容．近几十年来，涌现的各种高分辨方位估计算法，如旋转不变子空间法（ESPRIT）［1－3］和多重信号分类法（MUSIC）［4－5］等，从理论上克服了角度分辨的瑞利准则，获得了超过常规方法的角度分辨能力．其中ESPRIT算法将接收传感器阵列分成2个完全相同的子阵列，利用数据协方差矩阵信号子空间的旋转不变特性来估计信号参数［6］，与 MUSIC算法相比，ESPRIT算法不需要进行谱峰搜索［7］，直接通过数值求解得到目标信号的DOA估计，计算复杂度较小，适用于计算能力弱、实时性要求高的场合．

矢量水听器能够同时共点拾取声场中的声压和三路相互正交的振速信息，它一出现引起了国内外的广泛关注［8－10］，由于单个水听器已经包含目标的方位信息，在相同的阵元数目下，声矢量阵能获得更高的增益和空间分辨能力，使得水声基阵走向小型化成为可能．国内外学者对矢量传感器和高分辨率方位估计算法的结合进行了研究，取得了一定的成果［11－12］．但是存在的问题是没有充分利用观测数据的共轭信息，当阵元数和快拍数较少时，DOA估计精度和多目标分辨能力较弱．本文提出了一种改进的ESPRIT算法，利用水听器阵列输出的数据及其共轭构造一中心Hermitian矩阵，根据酉变换对其进行实数化处理．与常规算法不同，本算法不计算数据的协方差……