白兴宇,刘明禹,姜 煜,王祎奇,李 帅

(杭州电子科技大学 电子信息学院,浙江 杭州 310018)

水下目标测向是水声领域的热点研究课题。传统的声压水听器仅能测量声场的标量信息,需要较大的阵列孔径形成一定的空间指向和空间抗干扰能力[1]。矢量水听器是一种新型水声信号测量装置,其具备水下空间同步、共点测量声场声压和质点振速的特点,能够提供更加全面的声场信息[2]。与声压水听器相比,矢量水听器既具有与频率无关的偶极子指向性,也具有抗各向同性噪声的能力,可以实现目标全空间无模糊测向[3-4]。矢量水听器能够拓宽拾取水声信号的维度,在水声领域具有较大优势。

在矢量水听器测向算法研究方面,文献[5]首次提出了利用单矢量水听器进行目标方位估计的两种简单算法,一种是基于声能流的目标方位估计方法,另一种是基于振速相关矩阵的方法,并分析了两种算法性能,给出理论误差。文献[6～7]研究了声压和振速联合信号处理技术的理论基础,并指出该技术在各向同性噪声场中具有良好的抗干扰能力。文献[8]通过研发水声目标探测系统及试验证明了复声强法在目标方位估计及多目标识别上的有效性。随着潜艇隐身技术的快速发展,信噪比(SNR)随之降低,众多改进的优秀算法也被应用到水下目标测向中。文献[9]通过滑动窗口寻找方位区间,并利用重心法获取能量中心计算方位,提高了测向精度。文献[10]利用各向异性噪声对目标进行声能流矢量补偿,进一步抑制了各向异性噪声的干扰。……