發(fā)布時(shí)間：2018-10-10 12:00

【摘要】：主動(dòng)聲納在空間平面波處理中感興趣的目標(biāo)參量為水平方位�？臻g域處理,目標(biāo)參量估計(jì)的高可靠和高分辨力需要進(jìn)行波前設(shè)計(jì),使陣響應(yīng)函數(shù)集中。波方程揭示著空-時(shí)具有對(duì)偶性。主動(dòng)聲吶在時(shí)間域處理中感興趣的參量是目標(biāo)距離和徑向速度,它們無法直接觀測(cè)得到,需要通過估計(jì)與其對(duì)應(yīng)的時(shí)延和多普勒參量而獲得。時(shí)間域處理,目標(biāo)參量估計(jì)的高可靠和高分辨力需要進(jìn)行波形設(shè)計(jì),使模糊度函數(shù)時(shí)延-多普勒兩維集中。一維時(shí)間信號(hào)用時(shí)延-多普勒兩維函數(shù)——模糊度函數(shù)來描述其時(shí)頻聯(lián)合特性,其本質(zhì)是匹配濾波器。檢測(cè)和估計(jì)總是相伴隨進(jìn)行的,在高斯噪聲背景下,兩者的最佳處理器均是數(shù)據(jù)和拷貝相關(guān)的匹配濾波器。時(shí)間匹配包括時(shí)延匹配濾波和時(shí)延-多普勒匹配濾波,空間波束形成包括平面波波束形成和波導(dǎo)環(huán)境下的匹配場波束形成。本文根據(jù)窄帶情況下的空-時(shí)可分解性,先進(jìn)行空間處理再時(shí)間處理,得到空-時(shí)相關(guān)結(jié)果。空間波束形成將陣元域轉(zhuǎn)換到波束域,本文采用能連續(xù)觀察的多波束系統(tǒng)。最小方差無失真(Minimum Variance Distortionless Response, MVDR)波束形成可以抑制干擾來提高空間分辨力。根據(jù)空-時(shí)對(duì)偶性,本文提出,在波束域進(jìn)行MVDR方位-時(shí)延-多普勒三維干擾抑制,來提高其三維分辨力。由測(cè)量信號(hào)估計(jì)目標(biāo)參數(shù)是由果到因的逆問題求解,匹配是正向擬合來解決逆問題,解卷是逆向解決逆問題。本文提出的解卷算法是從最小鑒別準(zhǔn)則出發(fā)的Richardson-Lucy(R-L)迭代解卷算法�？臻g波束形成后的測(cè)量信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的兩維匹配,是模糊的時(shí)延-多普勒兩維函數(shù)——采樣互模糊度函數(shù),其期望建模為發(fā)射信號(hào)自模糊度函數(shù)和目標(biāo)反射性密度函數(shù)的兩維卷積。利用R-L算法對(duì)該期望進(jìn)行兩維解卷積,消除發(fā)射信號(hào)引起的時(shí)延-多普勒模糊,重構(gòu)出目標(biāo)反射性密度函數(shù),進(jìn)而進(jìn)一步獲得高分辨的多目標(biāo)的距離和徑向速度參量估計(jì)。三維MVDR干擾抑制結(jié)合該R-L迭代解卷濾波形成了本文的MVDR多波束方位-時(shí)延-多普勒三維解卷濾波系統(tǒng),仿真和實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果均驗(yàn)證了該三維處理系統(tǒng)的有效性。
[Abstract]:The target parameter of active sonar in spatial plane wave processing is horizontal azimuth. In spatial domain, the high reliability and high resolution of target parameter estimation need to be designed to make the array response function concentrated. The wave equation reveals the duality of space-time. The parameters of interest to active sonar in time domain processing are target distance and radial velocity which can not be directly observed and need to be obtained by estimating the corresponding time delay and Doppler parameters. In time domain processing, the high reliability and high resolution of target parameter estimation need to be designed to make the ambiguity function time-delay and Doppler two dimensional concentration. In one-dimensional time signals, the time-frequency joint property is described by the time-frequency ambiguity function, which is a time-Doppler two-dimension function, which is essentially a matched filter. Detection and estimation are always accompanied by Gao Si noise background, the optimal processor of both is data and copy correlation matching filter. Time matching includes time-delay matched filtering and delay-Doppler matched filtering. Space beamforming includes plane wave beam formation and matched field beamforming in waveguide environment. According to the space-time decomposability in narrow-band case, the space-time correlation results are obtained by spatial processing and time processing. Spatial beamforming converts the array element domain to the beamspace. In this paper, a continuous observation multibeam system is used. Minimum variance distortionless (Minimum Variance Distortionless Response, MVDR) beamforming can suppress interference and improve spatial resolution. According to the space-time duality, the MVDR azimuth time-delay Doppler 3D interference suppression is proposed in the beamspace to improve its 3D resolution. The inverse problem of estimating the target parameters from the measurement signal to the cause is solved, the matching is positive fitting to solve the inverse problem, and the deconvolution is the reverse solution to the inverse problem. The deconvolution algorithm proposed in this paper is a Richardson-Lucy (R-L) iterative deconvolution algorithm based on the minimum discriminant criterion. The two dimensional matching between the measured signal and the transmitted signal after beamforming is a fuzzy time-delay Doppler two-dimensional function sampling mutual ambiguity function. The desired model is a two dimensional convolution between the self ambiguity function of the transmitted signal and the reflection density function of the target. The R-L algorithm is used to deconvolution this expectation in order to eliminate the time-delay Doppler ambiguity caused by the transmitted signal and reconstruct the reflection density function of the target. Then the distance and radial velocity parameter estimation of the high resolution multi-target is obtained. Three-dimensional MVDR interference suppression and R-L iterative deconvolution filtering are combined to form the MVDR multi-beam azimuth time-delay Doppler three-dimensional deconvolution filtering system. The simulation and experimental results show the effectiveness of the system.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN713

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫曉舟;呂繼榮;;多工作模式下數(shù)字波束形成的工程實(shí)現(xiàn)[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2007年03期

2 J·R·沃林頓 ,邱文杰 ,謝處方;相控朿雷達(dá)的波束形成方案[J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年S1期

3 H·史蒂斯凱爾 ,邱文杰 ,謝處方;數(shù)字波束形成天}�綑{躘J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年S1期

4 陳建峰,黃建國;基于多波束系統(tǒng)的多目標(biāo)高分辨定向新方法[J];電子學(xué)報(bào);1999年03期

5 胡宏林,郭凱,朱近康;強(qiáng)方向性干擾下跳波束通信方式的性能分析[J];通信學(xué)報(bào);2003年09期

6 李秋生;黃隆勝;劉小燕;;等間距圓形陣的波束性能仿真分析[J];北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

7 張玉洪;保錚;;任意分布陣列天線波束寬度的精確估計(jì)[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);1988年02期

8 查林;;波束域積累檢測(cè)應(yīng)用研究[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2011年02期

9 張亦希,傅君眉,汪文秉;衛(wèi)星陣饋反射面多波束天線賦形波束的性能分析[J];電子與信息學(xué)報(bào);2003年04期

10 楊蓓蓓;;隨機(jī)誤差對(duì)數(shù)字波束形成系統(tǒng)性能的影響[J];信息化研究;2010年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 張艷芹;方世良;;波束形成中多目標(biāo)分辨率研究[A];2009年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)交流暨水聲學(xué)分會(huì)換屆改選會(huì)議論文集[C];2009年

2 趙智勇;才振華;;矢量陣多目標(biāo)譜線挑選MVDR波束形成[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 韓璐;橢球粒子與激光有形波束的相互作用研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 褚宏云;超高速毫米波無線通信網(wǎng)中繼關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

3 王彥勛;準(zhǔn)光技術(shù)在天饋及波束變換中的應(yīng)用研究[D];東南大學(xué);2015年

4 陳陽;水聲陣列信號(hào)處理理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

5 徐魁文;天線和逆散射若干問題研究[D];浙江大學(xué);2014年

6 汪加潔;偏心粒子對(duì)有形波束散射及橢球粒子的彩虹特性[D];西安電子科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 廖志高;圓環(huán)形數(shù)字陣列方向圖綜合相關(guān)技術(shù)研究與驗(yàn)證[D];南京理工大學(xué);2015年

2 魏晨;數(shù)字陣列雷達(dá)發(fā)射多波束關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉東升;基于一種艦載圓柱相控陣天線的波束形成研究[D];中國艦船研究院;2015年

4 田宣宣;光纖延遲線與多波束應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 劉力;收發(fā)數(shù)字波束形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 楊遵立;基于有源天線的LTE系統(tǒng)的波束優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 張陽陽;陣列系統(tǒng)中的波束形成安全技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

8 楊愷;基于非均勻陣列的波束空間DOA估計(jì)研究[D];東南大學(xué);2015年

9 張雅靜;基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)定向接入?yún)f(xié)議研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

10 劉艷青;基于各向異性電磁超表面的多波束輻射與極化調(diào)控研究[D];東南大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：2261688