范泽亚 徐雅南 陈伏虎

摘  要：传统声呐系统通常将全阵波束形成结果直接送显输出，且全阵波束处理往往未有效利用信号的相关性，针对此特点，本文结合平滑相干变换（Smoothed Coherence Transform，SCOT）处理原理，提出一种基于SCOT预白化处理的分裂孔径波束形成处理方法。该方法首先将阵列孔径一分为二，其次对两子孔径波束输出进行SCOT、互谱处理，最后获得最终的波束输出。与常规全阵波束处理方法相比，本文所提出的方法能有效抑制高噪声频率成分，同时提高目标的方位分辨能力。仿真结果表明，该方法能有效改善波束的输出效果。

关键词：SCOT;分裂孔径;噪声抑制;方位分辨

中图分类号：TP391.7     文献标识码：A

文章编号：2096-1472（2021）-01-29-03

Abstract： Traditional sonar systems tend to directly display and output to send the results of full-array beamforming. The full-array beam processing does not make effective use of signal correlation. In view of this feature， this paper proposes a split aperture beamforming processing method based on Smoothed Coherence Transform （SCOT） pre-whitening processing principles. This method first divides the array aperture into two， and then performs SCOT and cross-spectrum processing on the output of the two sub-aperture beams. Finally， it obtains the final beam output. Compared with the conventional full-array beam processing method， the method proposed in this paper can effectively suppress high-noise frequency components while improving the target's azimuth resolution ability. The simulation results show that this method can effectively improve the beam output effect.

Keywords： SCOT; split aperture; noise suppression; azimuth resolution

1   引言（Introduction）

在传统声呐系统中，通常将全阵波束形成结果经积分处理后直接送显输出，目标方位估计性能完全取决于所选择的波束形成算法，常见的有常规波束形成[1]、最小方差无畸变波束形成[2]等。这种处理方式虽然过程简单，在近似平稳噪聲条件下性能优异，但其不太适用于背景杂波丰富的情况。Cater等人[3]最早提出了SCOT处理框架，由于该处理过程本质上是一种预白化加互相关处理方法，因而对噪声具有明显的抑制作用，其在精确时延估计[4]当中有着广泛的应用。随着分裂波束处理技术的发展[5，6]，将SCOT预白化处理原理与分裂波束处理技术相结合有着较为实际的应用意义。

综上所述，在全阵波束处理基础之上，为了进一步提高阵列对噪声的抑制作用和对目标的方位分辨效果，本文提出一种基于SCOT预白化处理的分裂孔径波束形成处理框架，与全阵波束形成相比，该方法能获得更高的信号处理增益，同时实现简单，适于工程应用。……