沈小正， 王 彪

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,江苏 镇江 212003;2.江苏科技大学 电子信息学院,江苏 镇江 212003)

基于压缩感知理论的声矢量阵方位估计方法*

沈小正1， 王 彪2

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,江苏 镇江 212003;2.江苏科技大学 电子信息学院,江苏 镇江 212003)

水下目标在方位估计搜索空间中具有稀疏性，基于声矢量传感器阵空间稀疏模型实现小样本条件下的方位估计，结合压缩感知(CS)理论框架下方位估计的特点，通过对平滑l0范数快速精确的求解来估计目标方位角,该方法具有运算速度快、高分辨的特点。通过实验仿真从运算时间、分辨力等方面与常规波束形成(CBF)算法和最小方差无失真响应(MVDR)算法进行比较分析，验证了该方法的可行性与有效性。

压缩感知； 声矢量传感器阵； 方位估计； 平滑l0范数

0 引 言

矢量水听器技术是一种探测水中声能流方向与强度的新技术，矢量水听器不仅具有与频率无关的偶极子指向性[1,2]，适用于低频信号的检测和测量，与由声压水听器组成的阵列相比，在达到相同的技术指标的前提下，其体积和重量均小得多。矢量水听器可以同时接收声压和振速信息，拓展了后置信号处理空间，声矢量阵的方位谱估计性能优于声压阵。

声矢量阵方位估计方法方面取得了很多研究成果，包括ML方法[3]、CAPON算法[4]、ESPRIT算法[5]、MMUSIC[6]，这些的方位估计方法可以分为以下两类：波束扫描类算法、子空间类算法[7]。文献[8]全面地分析了ESPRIT算法几种处理方式的内在机理，并提出一种角度融合的方法有效提高了方位估计的性能，降低了随着角度变化算法所带来波动误差。……