Page 140 - 《应用声学》2025年第3期
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             子阵 2 的阵元总数为 17。估计双目标的方位历程,                        是来自左舷还是右舷导致的,造成左右舷模糊。由
             声压均匀阵 CBF 结果如图 6(a) 所示,矢量互质阵                      图 6(b) 可知,矢量互质阵 PP 法估计的真目标方位
             PP 法结果如图 6(b) 所示,矢量互质阵 VAPP 法的                    与声压均匀阵的方位分辨力相当,且基本没有生成
             结果如图6(c)所示。                                       另一舷侧伪目标方位,抑制了左右舷模糊。但是,受
                                                               到子阵栅瓣干扰的影响,PP 法结果的背景干扰较
                  200                               0
                  180                               -1         强,幅度约为 −1.5 dB,影响方位估计,导致方位模
                                                    -2
                  160                                          糊。由图 6(c) 可知,采用 VAPP 法改善矢量互质阵
                                                    -3
                  140                                          测向性能,削弱了结果中的背景干扰,使背景干扰
                                                    -4
                 ᰦ䰤/s 120                           -5         幅度约为−4.5 dB,抑制了方位模糊,还保持了方位
                  100
                                                    -6
                   80                                          分辨力较好和分辨左右舷的优点,且没有增加阵列
                                                    -7
                   60                               -8         成本。
                   40                               -9
                                                                   下面考虑三个目标情况。目标信号 1 从 30 处
                                                                                                          ◦
                   20                               -10
                                                               按 0.4 /s 的速度改变方位,目标信号 2 从 110 处按
                                                                                                       ◦
                                                                    ◦
                                                    -11
                    0    60  120  180  240  300  360
                                                                   ◦
                                                                                                           ◦
                                 வͯ/ °                         −0.4 /s的速度改变方位,目标信号 3 一直处于70 。
                              (a) ܦԍکӉ᫼CBF                     三个目标信号均为单频正弦信号,频率均为300 Hz。
                  200                               0          三目标实验中其他条件与双目标实验一致。估计三
                  180                               -1         个目标的方位历程,声压均匀阵 CBF 结果如图 7(a)
                                                    -2
                  160
                                                    -3         所示,矢量互质阵 PP法结果如图7(b) 所示,矢量互
                  140
                                                    -4         质阵VAPP法的结果如图7(c)所示。
                 ᰦ䰤/s 120                           -5             由图7可知,三目标实验结果与双目标类似,相
                  100
                                                    -6
                   80
                                                    -7         比于声压均匀阵 CBF 和矢量互质阵 PP,采用矢量
                   60                               -8
                   40                               -9         互质阵 VAPP 法抑制了结果中的高旁瓣干扰和方
                   20                               -10        位模糊,削弱了结果中的背景干扰,还保持了矢量互
                                                    -11        质阵的优点。
                    0   60   120  180  240  300  360
                                 வͯ/ °
                                                               2.2.2 海试数据处理
                              (b) ᅺ᧚̉᠏᫼PP
                  200                               0              对一矢量均匀线阵的海试数据进行处理,数据
                  180                               -1         情况为:一路声压数据和两路振速数据,阵元间距
                                                    -2
                  160
                                                    -3         为 2 m,数据采样频率为 2048 Hz,按照 MN = 20
                  140
                                                    -4         元声压均匀阵和 M = 4、N = 5 的 8 元矢量互质阵
                  120                               -5
                 ᰦ䰤/s  100                          -6         接收数据模型,从海试数据中提取数据,截取 180 s
                   80
                                                    -7         时长数据,每次读取 2 s 进行处理,将数据频段滤
                   60                               -8
                                                               为 20 ∼ 1000 Hz,水中声速按 1500 m/s 处理。对提
                   40                               -9
                   20                               -10        取的声压均匀阵数据进行 CBF 处理,对提取的矢
                                                    -11        量互质阵数据进行 PP 和 VAPP 处理,估计目标的
                    0   60   120  180  240  300  360
                                 வͯ/ °
                                                               方位历程,得到声压均匀阵 CBF 结果如图 8(a) 所
                             (c) ᅺ᧚̉᠏᫼VAPP
                                                               示,矢量互质阵PP 结果如图 8(b)所示,矢量互质阵
                      图 6  双目标下方位历程估计结果                        VAPP结果如图8(c)所示。
               Fig. 6 Estimation results of bearing time record    由图 8 可知,VAPP 法可用于实际水声领域的
               under two targets
                                                               方位估计。与声压均匀阵CBF 和矢量互质阵PP 相
                 由图 6(a) 可知,声压均匀阵 CBF 估计的结果                    比,矢量互质阵 VAPP 抑制了 PP 中的单目标附近
             中背景干扰的幅度约为 −3 dB。结果中存在位于                          的幅度约为 −12 dB 的高旁瓣干扰,还保留了矢量
             另一舷侧的伪目标方位,这是声压阵无法估计目标                            互质阵分辨左右舷目标和方位分辨力较高的优点,
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