【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种水下阵列信号处理方法，适用于基于矢量阵测试条件下的水下噪声源定位。
技术介绍
在整个水下噪声源定位系统中，阵列信号处理算法是关键技术，算法的优劣直接决定了整个系统的性能。目前研究表明，将声聚焦阵列信号处理方法与矢量阵信号处理方法相结合，可有效提高噪声源定位性能。根据所使用的声聚焦阵列信号处理方法的不同，可分为常规聚焦波束形成算法和高分辨聚焦波束形成算法。常规聚焦算法的基本原理是通过对特定方向入射的球面波进行相位或时延补偿来求取声场的等效分布，其优点在于可针对噪声源中的线谱成分及宽带噪声进行处理，不受多声源相干性的限制，算法简单，易于工程实现，但其缺点是空间分辨率受到“瑞利限”限制，对空间位置接近的声源分辨能力有限。为获得更高的空间分辨率，需要提高分析频率、扩大基阵孔径或者拉近测量距离，而在实际应用中良好的测量条件往往难以满足，研究高分辨聚焦算法就凸显出其重要性和迫切性。然而，高分辨聚焦算法走向工程实用化的技术瓶颈在于该类算法在存在系统失配和环境失配的情况下会出现明显的性能`下降甚至失效。归结系统失配和环境失配的影响主要体现在有限采样效应和导向矢量误差两个方面。针对远场假设条件，刘聪锋等人研究了双约束稳健Capon波束形成算法的分析与求解方法(刘聪锋,廖桂生.双约束稳健Capon波束形成算法的分析与求解.系统工程与电子技术，2011,33(3) :477-481 )，该方法是通过对不确定集约束Capon波束形成算法的解进行标量化处理使其满足模约束而得到的，并非是对导向矢量和采样数据协方差矩阵的联合约束，同时也无法适用于水下矢量阵近场测...
【技术保护点】
具有联合约束优化形式的矢量阵稳健聚焦处理方法（a）根据矢量阵近场测试模型，在近场球面波传播规律及点声源假设条件下，生成矢量阵数据矩阵，r、θ、分别为距离矩阵、声源俯仰角矢量矩阵和声源方位角矢量矩阵；（b）将矢量阵数据矩阵与其复共轭转置相乘，得到对称结构的采样数据协方差矩阵R(v)，对R(v)进行Cholesky分解，得到Cholesky分解因子U(v)；（c）在声源所在平面实施逐点扫描，生成不同扫描位置处的矢量阵聚焦导向矢量（d）对矢量阵聚焦导向矢量及分解因子U(v)共同施加稳健联合约束优化条件，归纳得到可同时对矢量阵聚焦导向矢量失配与有限采样效应进行联合约束的矢量阵稳健聚焦处理器形式；（e）将（d）中的联合约束优化问题转化为凸优化形式进行求解，得到最优权矢量w；（f）将最优权矢量w代入目标函数wHR(v)w中，得到优化后的阵列输出功率（g）设置合适步长，重复（c）至（f）的步骤，进行完整平面搜索并比较输出功率谱图，由谱峰位置确定噪声源所在位置。FDA00002104056600011.jpg,FDA00002104056600012.jpg,FDA00002104056600013....
【技术特征摘要】
1.具有联合约束优化形式的矢量阵稳健聚焦处理方法 Ca)根据矢量阵近场测试模型，在近场球面波传播规律及点声源假设条件下，生成矢量阵数据矩阵叉(Π的，r、Θ、_分别为距离矩阵、声源俯仰角矢量矩阵和声源方位角矢量矩阵； (b)将矢量阵数据矩阵足(r，象妁与其复共轭转置乂1妁相乘，得到对称结构的采样数据协方差矩阵Rw，对Rw进行Cholesky分解，得到Cholesky分解因子Um ； (c)在声源所在平面实施逐点扫描，生成不同扫描位置处的矢量阵聚焦导向矢量Α(ν\ ,1φ); (d)对矢量阵聚焦导向矢量Hf,象及分解因子Um共同施加稳健联合...
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