姚 琳，刘晓东

（1.中国科学院声学研究所海洋声学技术中心，北京 100190；2.中国科学院大学，北京 100049；3.北京市海洋声学装备工程技术研究中心，北京 100190；4.中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室，北京 100190）

0 引 言

借鉴多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术在无线通信领域应用时获得的优势和成果，Fishler等在2004年将MIMO思想引入雷达领域[1]，Bekkerman等在2006年首次将MIMO思想引入声呐领域[2]。根据收发阵列的空间布阵位置，可以将MIMO声呐分成分布式MIMO声呐和密集式MIMO声呐[3]。分布式MIMO声呐的发射和接收天线分布式布阵[4]，能够从不同角度照射目标，减小目标的闪烁效应，获得更好的估计性能。密集式MIMO声呐的收发天线空间上紧凑分布[5]，利用发射信号的正交性获得较大孔径的虚拟阵列。与传统相控阵声呐相比，密集式MIMO声呐具有更优的目标参数估计能力、更高的角度分辨能力和自由度[6-7]。

将MIMO技术应用于声呐成像或目标波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计时，通常是以假设各发射信号完全正交或忽略各发射信号间较低水平的互相关函数为前提提出的。然而对于同频的正、负线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）信号或正交编码信号，尽管其互相关函数水平较低，但是匹配滤波后信号互相关分量仍会导致成像结果距离旁瓣较高或DOA估计精度下降[8-10]。为了避免这种情况，本文建立了N发M收的频分MIMO声呐阵列模型，令MIMO声呐的各发射阵元发射不同频带的窄带信号，各接收阵元的接收信号通过多组中心频率不同的解调器和滤波器，使各发射信号的目标回波分量分离，利用各虚拟阵元的输出进行DOA估计。……