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) ܦԍکӉCBF 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) ᅺ᧚̉᠏PP
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) ᅺ᧚̉᠏VAPP
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,