Page 19 - 《应用声学》2020年第5期

第 39 卷 第 5 期 Vol. 39, No. 5
2020 年 9 月 Journal of Applied Acoustics September, 2020

⋄ 研究报告 ⋄

基于动态阈值匹配追踪的主动声呐直达波

抑制方法 ∗

张 蒙 1,2 王海斌 1† 汪 俊 1 张海如 1

(1 中国科学院声学所 声场声信息国家重点实验室 北京 100190)
(2 中国科学院大学 北京 100049)

摘要：双基地声呐中的直达波干扰可以通过重构抵消的方式进行抑制。这种方法需要对直达波信道进行估
计，传统的正交匹配追踪算法的收敛速度慢，分步正交匹配追踪等算法在提高收敛速度时牺牲了信道估计精
度，导致回波检测能力下降。该文提出一种动态阈值匹配追踪算法估计直达波的信道响应，在提高收敛速度的
同时兼顾了信道估计精度。在仿真环境中，达到同样的直达波抑制效果，所提算法与传统正交匹配追踪算法相
比，收敛速度显著提升，检测输出的回波强度比分步正交匹配追踪算法高 4 dB；海试数据处理结果中，所提方
法迭代收敛速度较正交匹配追踪算法提升 4 倍；输出的回波强度比分步正交匹配追踪算法高 2 dB。
关键词：双基地声呐；直达波抑制；信道估计；波形重构
中图法分类号: TB566 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2020)05-0661-09
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2020.05.003

Active sonar direct blast suppression based on dynamic threshold matching

pursuit algorithm

ZHANG Meng 1,2 WANG Haibin 1 WANG Jun 1 ZHANG Hairu 1

(1 State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: Direct blast interference in bistatic sonar can be suppressed by reconstructing interference wave-
form. This method requires appropriate channel estimation algorithm. The convergence speed of the existing
orthogonal matching pursuit algorithm is slow, and its improved algorithms sacrifice the accuracy of channel
estimation to improve the convergence speed. In this paper, a dynamic threshold matching pursuit algorithm is
proposed to speed up convergence and ensure accuracy while estimating the interference channel response. Nu-
merical simulation results show that the proposed algorithm can suppress direct blast more efficiently compared
with orthogonal matching pursuit algorithm. The echo energy of proposed algorithm outperforms stagewise
orthogonal matching pursuit algorithm about 4 dB. The results of sea trial data processing show that the
proposed algorithm can suppress direct blast within less iterations which is a four-fold reduction compared
with orthogonal matching pursuit algorithm. The output of proposed algorithm exceeds stagewise orthogonal
matching pursuit algorithm by 2 dB.
Keywords: Bistatic sonar; Direct blast suppress; Waveform reconstruct; Channel estimate

2020-01-02 收稿; 2020-03-31 定稿
国家自然科学基金项目 (11874061, 11434012)
∗
作者简介: 张蒙 (1991– ), 男, 山东临沂人, 博士研究生, 研究方向: 多基地主动探测、声呐信号处理。
通信作者 E-mail: whb@mail.ioa.ac.cn
†