[发明专利]一种单个二维压差式矢量水听器方位估计的方法

摘要

本发明公开了一种单个二维压差式矢量水听器方位估计的方法。该方法根据二维压差式矢量水听器系统的中心频率和对角阵元之间的间距求得修正的压差式矢量水听器的“导向矢量”，利用修正的“导向矢量”和二维压差式矢量输出的噪声子空间，求出单个二维压差式矢量水听器的空间谱，通过谱峰搜索来估计目标的方位。本发明的有益效果是：可以实现对弱目标进行精确的方位估计，对水声探测、水下定位与导航均有重要意义；在二维压差式矢量水听器半径不满足r≤0.1λ的一定限度内，依然保持较好的方位估计性能，可扩展压差式矢量水听器的工作频带。

主权项

1.一种单个二维压差式矢量水听器方位估计的方法，包括如下步骤：步骤一：将二维压差式矢量水听器四个通道的接收数据通过希尔伯特变换器、乘法器和加法器转换成复声压信号；步骤二：对四个通道的复声压信号求平均，求取二维压差式矢量水听器中心点处的声压；步骤三：对同一坐标轴上的两个阵元数据做差分，然后移相-90°，求得二维压差式矢量水听器中心点处两个坐标轴正方向上的振速分量；步骤四：将步骤二得到的二维压差式矢量水听器中心点处声压和步骤三得到的两个振速分量罗列在一起求二维压差式矢量水听器输出的自协方差矩阵所述自协方差矩阵为3×3的共轭对称矩阵；步骤五：对二维压差式矢量水听器的自协方差矩阵进行特征分解，求出与信号分量正交的噪声子空间步骤六：根据阵列配置，利用公式求解修正的二维压差式矢量水听器的导向矢量，其中k表示信号波数，r表示二维压差式矢量水听器的半径，θ表示扫描角度；步骤七：利用取代二维压差式矢量水听器原来的“导向矢量”a(θ)＝[1,cosθ,sinθ]^T，在[0°,360°)的方位范围内进行扫描，求得所有扫描角度值上的二维压差式矢量水听器的空间谱步骤八：通过极值搜索的方法，找到空间谱极值对应的角度值，该角度值即为目标的方位角度。