方尔正，桂晨阳，孙纯，陈峰，王欢

(1.哈尔滨工程大学 水声技术重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001；2.海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学)，黑龙江 哈尔滨 150001；3.哈尔滨工程大学 水声工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

水下目标方位估计是水声阵列信号处理的重要研究方向之一，通常在空间分布若干传感器采集声场中的信号信息，然后利用方位估计技术提取信号的来波方向(direction of arrival, DOA)。常用的目标测向技术有基于常规波束形成(conventional beamforming, CBF)和最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response, MVDR)波束形成的DOA估计算法，以及子空间类DOA估计算法[1]。

随着海洋国防科技的快速发展，基于水下潜器的自主作战平台已经成为各国海军的重要发展领域之一。为了提高水下无人机的隐蔽性和灵活性，其工作平台尺度越来越小，所搭载的声呐阵列孔径也随之变小，基于小孔径阵列的目标探测技术已然成为未来海洋军事发展的重要内容之一。水声工程实践场景中，常会遇到阵列空间有限制的情况，为了提高小孔径阵列的DOA估计性能，通常采取的方法是虚拟阵元技术和合成孔径技术。前者通过不同阵元数据拟合，虚拟出新阵元扩展阵列，但是虚拟阵元信号与真实阵元信号相关性较高，无法带来较高信噪比收益，因此适用于高信噪比情况[2]。后者是在平台缓慢地匀速运动时，虚拟不同位置阵元，提高目标探测性能，主要针对匀速运动平台[3-4]。倘若在小平台直接搭载远小于信号波长的阵列，阵元间相位差较小，导致CBF和MVDR方法的波束宽度过宽，阵增益较小，无法有效分辨水下多目标。……