[發明專利]適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法

在審

• 申請號: 201410775273.3
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104535987A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 夏偉杰;金雪;蔣鵬飛;董琎琎;周建江;竇法旺;李林成
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

1.適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，運用模式空間變換理論將均勻圓陣列轉換為虛擬線陣列；

步驟2，利用TSI算法對變換為虛擬線陣列的均勻圓陣列進行波達方向估計，確定校正源方位角；

步驟3，通過空間濾波器估計均勻圓陣列的幅相誤差參數。

2.根據權利要求1所述的適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法，其特征在于，步驟1中考慮到均勻圓陣列存在陣列誤差的情況，對模式變換矩陣T進行修正得到修正后的模式變換矩陣T'：T'＝TΓ^-1，Γ為幅相誤差參數矩陣。

3.根據權利要求1或2所述的適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法，其特征在于，步驟2中所述TSI算法包括三個階段：

第一階段，采用FFT算法獲得歸一化角頻率的初始估計值，以歸一化角頻率的初始估計值作為校正源方位角，所述校正源方位角為校正源入射方向和虛擬線陣陣元排列方向之間的夾角；

第二階段，采用多步迭代法計算最終的角頻率估計值；

第三階段，由最終的角頻率估計值反推得到校正源的方位角。

4.根據權利要求3所述的適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法，其特征在于，第二階段中采用的多步迭代法中，每步迭代的樣本長度不同。

5.根據權利要求4所述的適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法，其特征在于，第二階段中采用三步迭代法計算各采樣快拍下的角頻率估計更新值，對各采樣快拍下的角頻率估計更新值算數平均獲取最終的角頻率估計值其中，第k個采樣快拍下的角頻率估計更新值

AMi(k)=Σm=1Mi{xk(m)×(m-Mi2)×exp(-j(u~km)},BMi(k)=Σm=1Mi{xk(m)×exp(-j(u~km)},]]>

為前一次迭代獲得的歸一化角頻率估計值，M_i為第i次迭代的樣本長度，i＝1,2,3，M₁＝M'^0.8,M₂＝M'^0.9,M₃＝M'，M'為虛擬線陣列的陣元數，M'＝2K+1，K為相位模式數，x_k(m)為第m個陣元在第k個采樣快拍下接收的數據。

6.根據權利要求5所述的適用于均勻圓陣列聲納系統的幅相誤差自校正方法，其特征在于，步驟3利用表達式通過空間濾波器估計均勻圓陣列的幅相誤差參數，為均勻圓陣列幅相誤差參數的估計值，為步驟2中獲取的最終角頻率估計值，α為均勻圓陣列的導向矢量，為對均勻圓陣列導向矢量的估計，(·)^⊙-1為向量按元素求逆運算，⊙為向量的Hadamard積運算，diag表示將向量轉化為主對角線上元素為該向量的對角矩陣。