光纖矢量水聽器的成陣技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國光纖工業(yè)的迅速崛起和光纖光柵制造技術(shù)的不斷完善，利用光纖光柵制作傳感器一直是近些年來研究的熱點。由于光纖光柵傳感器具有低頻，寬帶，高靈敏度等突出優(yōu)勢，為滿足海軍水中武器和設(shè)備技戰(zhàn)性能方面不斷提高的要求，將光纖光柵應(yīng)用于水聲探測將有著重要意義。本課題設(shè)計正是在這樣的背景下開展研究工作的。 本文主要研究了光纖矢量水聽器陣列處理技術(shù)，對矢量陣列不同輸出分量組合波束圖的性質(zhì)進行了探討，并結(jié)合矢量陣的特點，研究了高分辨率算法在矢量

2、線列陣、擴展孔徑陣和柔性陣上的應(yīng)用。理論推導(dǎo)和仿真研究并重，證明了光纖矢量陣相對于標(biāo)量陣以及傳統(tǒng)矢量傳感器陣列的巨大優(yōu)勢。 研究的主要內(nèi)容： (1)系統(tǒng)回顧了矢量傳感器陣列技術(shù)的發(fā)展歷程以及它們在國內(nèi)外的研究應(yīng)用情況，建立了矢量傳感器陣列波束形成模型，首次詳細探討矢量傳感器陣列波束形成方法的分類，定義了Ⅰ類子陣波束形成和Ⅱ類子陣波束形成以及混合波束形成方法，給出了常見的矢量傳感器線列陣和圓陣的陣列流形并對線列陣指向性公式

3、進行了推導(dǎo)，討論了矢量傳感器陣列自適應(yīng)波束形成技術(shù)。 (2)本文對矢量傳感器陣列波束域高分辨率估計技術(shù)作了研究，充分利用光纖矢量傳感器所具有的優(yōu)越性，得到了別于其他常規(guī)的基于矢量傳感器的高分辨率估計方法。針對相干源信號的方位估計，本文還提出了矢量傳感器陣列平滑算法，有效的得到了相干源入射的DOA估計結(jié)果。并且結(jié)合矢量傳感器寬帶波束形成算法，給出了矢量傳感器陣列波束域方位估計算法思路。 (3)研究了矢量陣的MUSIC空間譜

4、估計方法。首次對矢量陣MUSIC算法的抗空間混疊性能進行分析，研究表明，矢量信息的利用，使得矢量陣在空間降采樣時，仍能在全空間范圍內(nèi)對目標(biāo)無模糊定向。首次研究了自初始化迭代搜索MUSIC噪聲子空間譜的最大值來估計目標(biāo)方位，利用單個矢量水聽器陣簇估計獲得初始參數(shù)，初始參數(shù)的求取體現(xiàn)了矢量陣的特色，使得MUSIC空間譜更快更穩(wěn)健地收斂到整體最優(yōu)值上，獲得精確的方位估計。 (4)采用矢量水聽器均勻線陣研究了利用MUSIC算法對聲源進行