一种基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法及系统技术方案

技术编号:40501622 阅读:15 留言:0更新日期:2024-02-26 19:29
本发明专利技术提供了一种基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法及系统,该方法包括:对水平阵的各阵元接收到的信号进行采样记录并进行傅里叶变换;根据设定的阵列,求出该阵列在多个观察角度下的波束响应,预存为波束域反卷积模型B=TS中的PSF字典;对波束域反卷积模型进行迭代求解,得到方位角‑波束强度的方位谱;该方位谱的谱峰对应角度即为估计的目标角度。本发明专利技术的优势在于:该方法不再局限于线阵、圆阵等特定场景,而适用于任意阵列;不仅适用于非相干信号,也适用于相干信号;与常用的反卷积波束形成算法相比,大大提高了方位分辨力;与传统的基于压缩感知的DOA估计算法相比,能够显著降低计算复杂度,提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水声阵列信号处理、波达方向估计、水声探测和声纳,具体涉及一种基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法及系统


技术介绍

1、一般来说,低频探测时,要想达到更高的方位分辨力通常需要更大孔径的阵列。但仅仅通过增大物理孔径来提高方位分辨力的方法在水下平台是不实际的。一方面,有限的空间限制了阵列孔径的大小。另一方面,水下平台有限的算力提高了信号处理时对计算效率的要求。因此,发展快速稳健高分辨的波束形成算法将更加具有实际意义。

2、根据水声阵列信号处理与反卷积波束形成理论,常规波束形成的方位谱在数学上可表示为每一个角度的波束强度指向性函数与该角度的声源强度之间乘积的累加和。当阵列指向性函数满足移不变性时,常规波束形成的方位谱可以看成是声源的真实强度分布和阵列指向性函数(也被称为点扩散函数)的卷积。阵列指向性函数的移变性主要跟阵列有关,线阵、圆阵等特定阵列的阵列指向性函数满足移不变性。反卷积波束形成是基于cbf(conventional beamforming,波束形成)的后处理方法,对已知的常规波束形成的方位谱和阵列指向性函数进行反卷积,从而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,包括:

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述采样记录,表示为:

3.根据所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述步骤S1还包括:

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述设定的阵列为任意固定拓扑结构的阵列。

5.根据权利要求1所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述PSF字典由每个观察角度θ的波束响应组成;其中表示为:

6.根据权利要求1所述的基于压缩感知...

【技术特征摘要】

1.一种基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,包括:

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述采样记录,表示为:

3.根据所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述步骤s1还包括:

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的波束域反卷积波束形成方法,其特征在于,所述设定的阵列为任意固定拓扑结构的阵列。

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【专利技术属性】
技术研发人员:王域宫在晓黄健丽汪俊王海斌
申请(专利权)人:中国科学院声学研究所
类型:发明
国别省市:

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