运动小平台近场干扰抑制技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cnlhong197416
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以水下无人航行器(UUV)为代表的小平台是当今探测海洋的主力军。但海洋运动平台上安装的声呐设备均受到严重的近场干扰,如不同声呐设备间的串扰、螺旋桨噪声干扰等,UUV平台也是如此,这对勘测海洋产生了极大的影响,因此如何抑制平台的近场干扰,受到世界各国学者的广泛重视。本文以自适应滤波和空间矩阵滤波器等技术为基础,围绕近场干扰抑制技术进行研究,通过计算机仿真验证方法的可行性和有效性。本论文的主要研究内容包括以下几方面:首先,研究常规波束扫描、MVDR波束扫描和MUSIC谱方位估计三种经典的DOA估计方法,对比三种算法的性能;并根据线列阵的实际应用场合在MUSIC算法仿真条件中加入近场强干扰,得到的仿真结果受干扰影响很大,指出抑制近场强干扰的必要性。其次,研究基于自适应滤波的近场声抑制方法。研究基于最小均方算法的自适应滤波器以及水平线列阵声图测量的基本原理。由声图测量结果上的亮点信号提取出参考信号,结合自适应干扰抵消,进行声抑制研究,结果表明该方法能较为有效的抵消近场干扰。但该方法提取的参考信号不够“纯净”,包含其它目标源的信息,随着抵消目标增多、迭代次数增加,算法抵消效果会变差;在自适应抵消过程中,目标数据失真较严重,影响到目标的方位估计。最后,针对自适应滤波方法难以获取“纯净”的参考信号及目标信号易失真的情况,本文研究基于空间矩阵滤波器的近场声抑制方法。研究空间矩阵滤波器的基本原理,以及构建空间矩阵滤波器需要遵守的三种约束准则。仿真结果显示该方法抑制近场干扰的效果良好,但也存在一定的不足:其对近场区域干扰抑制的同时,也会对部分远场扇面区域的信号产生衰减,滤波器对此方位范围内的远场信号探测能力变弱。
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