[發明專利]一種基于分裂陣互譜相位差方差加權的被動探測方法

有效

• 申請號: 201510727121.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105301580B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 惠娟;趙安邦;馮文;牛芳;梁國龍;畢雪潔;馬林;曾財高
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S15/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于分裂陣互譜相位差方差加權的被動探測方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)由聲速儀測量聲波在水中傳播的速度c；

(2)采用半波間距布放水平均勻直線陣，設陣元間距為d，水聽器陣元個數為M；

(3)半波間距直線陣接收聲場中各聲源的輻射信號，接收的信號包括需要探測的弱目標輻射的信號和各陣元接收的本地海洋環境噪聲，設目標信號來自θ方向，各陣元接收信號分別為x_i(t)，i為陣元序號，i＝1,…,M；

(4)將半波間距M元陣均勻地劃分為左子陣和右子陣，若M為偶數，則等效的2元陣間距D為Md/2，若M為奇數，則中間陣元為兩子陣共用，間距D為(M-1)d/2；

(5)對左子陣和右子陣分別同時進行常規波束形成，設M為偶數，則左子陣的波束輸出為右子陣的波束輸出為其中τ為兩陣元補償的時延差，有

(6)計算左子陣波束輸出與右子陣波束輸出的共軛互譜：式中Y₁(f)和Y₂(f)分別為兩子陣波束輸出y₁(t)和y₂(t)的傅里葉變換；

(7)取共軛互譜的正實部Re{Y(f)}和互譜相位差ψ，Y(f)＝|Y(f)|e^jψ；

(8)多次計算，統計互譜相位差的方差D(ψ)；

(9)用互譜相位差方差的非負減函數值作為權值對互譜正實部輸出加權；

(10)設置引導方位角θ₀，輸出加權后的預成多波束圖；

M元均勻直線陣被分為左子陣和右子陣，M為奇數時，中心陣元共用；原陣等效為2元陣，原陣元間距為d，等效2元陣的間距D為：

在頻域，兩子陣各自常規波束形成的輸出共軛相乘即得到互譜；互譜實部的的指向性函數D(θ,θ₀)為

式中c為聲速，波長λ＝c/f；θ₀為引導方位角，即波束極大值方向，或簡稱波束指向；θ為方位角，以基陣法線為0°；其余變量同前；

主瓣寬度Θ/2為

補償后的互譜相位差ψ為：

當引導方位對準目標時，即θ＝θ₀，有ψ＝0；即無干擾時，兩個子陣對應波束輸出是同相位的，它們的相位差為零；此時互譜為實函數，虛部為零；因此，有非相干干擾時，目標信號能量主要在互譜實部中，虛部的信噪比低，因此要取互譜的實部輸出；又因引導方位對準目標時，即θ＝θ₀，分裂陣互譜處理的指向性輸出為正，且為最大值；當引導方位沒有對準目標時，即θ≠θ₀時，由于項的影響，其指向性輸出有正有負，于是取其正實部作為波束輸出，把負的輸出置零。