单矢量水听器MUSIC估计与互谱估计的性能比较研究

为了研究单矢量水听器的目标方位估计能力,将MUSIC算法和互谱法分别用于单矢量水听器方位估计。根据单矢量水听器的阵列流形特点,将子空间分解理论应用到单矢量水听器方位估计上,实现了单矢量水听器的MUSIC高分辨方位估计。对单个的目标进行方位估计仿真,同时将MUSIC算法与互谱法进行比较,得到在低信噪比下,MUSIC算法的方位估计精度要高于互谱法。在高信噪比下,MUSIC算法和互谱法的方位估计有比较好的性能。水库试验数据验证了该MUSIC算法和互谱法的有效性。     

粒子群算法在单矢量水听器方位估计中的应用

粒子群优化算法是一种新颖的进化算法,它基于群体迭代.群体中的粒子在解空间中追随适应度最优的粒子,调整速度与位置并搜索最优解.根据MUSIC算法的定向原理,建立适应度函数,利用粒子群算法对单矢量水听器方位估计算法进行优化.结果表明,优化后可以提高低信噪比时方位估计的精度,并实现对目标的三维定位,同时还可以避免因成阵所带来的使用限制.     

基于时域解析信号的广义MUSIC算法

波束形成是声呐信号处理的关键技术,本文提出一种新的基于宽带时域解析信号的广义MUSIC自适应波束形成算法(TAMUSIC算法).该算法将时域解析信号与改进的MUSIC算法相结合,对精确时延之后的宽带时域信号进行希尔伯特变换生成复数形式的时域解析信号,增加权向量自由度;通过增加调节指数构建新广义噪声子空间,解决了传统MUSIC算法信源数目估计不准带来的影响,提高算法鲁棒性;最后利用信号子空间和噪声子空间的正交性估计目标方位.仿真数据和海试数据处理的结果表明:TAMUSIC算法可以获得更尖锐的谱峰,提高目标的角度分辨力,增强了弱小目标的发现能力.     

基于时域解析信号的广义MUSIC算法

波束形成是声呐信号处理的关键技术,本文提出一种新的基于宽带时域解析信号的广义MUSIC自适应波束形成算法(TAMUSIC算法)。该算法将时域解析信号与改进的MUSIC算法相结合,对精确时延之后的宽带时域信号进行希尔伯特变换生成复数形式的时域解析信号,增加权向量自由度;通过增加调节指数构建新广义噪声子空间,解决了传统MUSIC算法信源数目估计不准带来的影响,提高算法鲁棒性;最后利用信号子空间和噪声子空间的正交性估计目标方位。仿真数据和海试数据处理的结果表明:TAMUSIC算法可以获得更尖锐的谱峰,提高目标的角度分辨力,增强了弱小目标的发现能力。     

基于频域搜索的梳状谱信号检测方法

由于梳状谱信号多普勒容限较小,利用常规的匹配/相关检测方法进行检测时,需要较大数量的拷贝信号与计算量。针对这一问题,本文提出一种基于频域搜索的梳状谱信号检测算法。通过利用梳状谱信号频域多峰结构的特点,根据信号的先验信息计算出不同径向速度下回波信号的频点分布,对接收的信号在频域进行搜索累计的方法同时实现信号的检测与速度估计。仿真分析证明了本文算法的有效性。     

DOA估计中MUSIC算法与ORPD算法的联合应用

ORPD算法是一种对来波方向（DOA）估计的最佳分辨方法，但这种算法需要预知信源的大致方位。多信号分类（MUSIC）算法对DOA估计稳定性较好，伪峰情况基本不存在，精度较高，但其分辨能力不如OIWD算法。利用MUSIC算法较好的稳定性，首先预测信源的大致方位，然后利用OIWD算法对DOA进行估计。仿真结果表明，这种方法是比较有效的。     

三种基于四元数模型的声矢量阵MUSIC算法

传统的基于长矢量模型的MUSIC算法没有充分利用矢量水听器各分量之间的正交特性,存在多目标分辨能力不足的缺点。针对这一情况,文中引入了四元数的概念,利用四元数能更好地描述矢量水听器各分量的正交结构这一优点,提出了三种基于四元数模型的二维声矢量阵方位估计算法:Q-VV算法、Q-PV算法和Q-PVV算法。与基于长矢量模型的MUSIC算法相比,新算法降低了协方差矩阵的维数,占用更少的内存空间。同时,由于利用了四元数强正交性约束的特点,新算法有好的单目标估计精度和多目标分辨能力。其中:Q-PV算法和Q-PVV算法利用了声压与振速的相干性,抗各向同性干扰的能力优于Q-VV算法。仿真实验证明了算法的有效性。     

改进MUSIC算法对相关信号源DOA的估计

MUSIC算法能有效地估计独立信号源的DOA，并且在模型准确的前提下，对DOA的估计可以达到任意精度；MMUSIC算法可改善MUSIC算法对相关信号源的DOA估计性能，且不影响对非相关信号源DOA的估计；但对相干信号源和相隔比较近的小信噪比信号源，MMUSIC算法就不适用了，这里提出一种新的改进MUSIC算法，该算法既能有效估计独立信号源的DOA，也能有效地估计相关信号源和相隔比较近的小信噪比信号源的DOA。计算机仿真结果验证了上述理论分析的合理性。     

基于免疫进化ANN的雷达信号分选方法

介绍采用基于免疫进化算法的神经网络对雷达信号分选的实现方法。基于免疫进化算法的ANN采用全局搜索的优化方式，克服传统算法的固有缺陷，在收敛速度和性能上都有较大的提高。并用仿真结果表明，基于免疫进化算法的ANN对各种特殊体制的雷达信号分选都达到了较高的正确分选率。     

高分辨方位估计在鱼雷声成像垂直尺度识别中的应用

在鱼雷声成像垂直尺度识别中,根据潜艇垂直方向上目标亮点相距较近的特点,采用高分辨的MUSIC算法,对潜艇垂直方向上的目标亮点进行估计。由于MUSIC算法是一种基于阵列数据协方差矩阵特征分解的高分辨DOA估计方法,通常具有较大的运算量,为增强算法的实时性,本文提出了一种基于正交解调的MUSIC算法。该算法首先对阵列接收到的高频信号进行正交采样,在降低采样率的基础上,再利用MUSIC算法对低频信号进行DOA估计。仿真结果表明,改进的MUSIC算法在有效减小运算量的同时又不降低其性能,具有较好的工程实用价值。     

基于压缩感知的正交偶极子阵列信号参数估计

[目的]针对传统的极化敏感阵列的波达方向(DOA)估计算法运算复杂度高、实时性差的问题,提出基于压缩感知的正交偶极子极化敏感阵列结构.[方法]将数据压缩思想应用于阵列结构设计,压缩接收信号矢量维度,减少射频前端链路数量,以控制系统的复杂度,使阵列结构设计具有高度的灵活性.基于结构降维多重信号分类(MUSIC)算法;首先...     

相干信号空间谱估计测向仿真研究

空间谱测向技术是一项先进的阵列信号处理技术.普通空间谱MUSIC算法对相干信号波达角估计测向分辨率比较差,推导了基于空间平滑算法和基于频率平滑的算法并进行了仿真.通过仿真对这2种算法与不经平滑计算出的波达角进行了比较分析,结果空间平滑算法对窄带内相干信号分辨率比较理想,而频率平滑算法对宽频带内相干信号的分辨率比较理想.     

A new source number estimation method based on the beam eigenvalue

Most source number estimation methods based on the eigenvalues are decomposed by covariance matrix in MUSIC algorithm. To develop the source number estimation method which has lower signal to noise ratio and is suitable to both correlated and uncorrelated impinging signals, a new source number estimation method called beam eigenvalue method (BEM) is proposed in this paper. Through analyzing the space power spectrum and the correlation of the line array, the covariance matrix is constructed in a new way, which is decided by the line array shape when the signal frequency is given. Both of the theory analysis and the simulation results show that the BEM method can estimate the source number for correlated signals and can be more effective at lower signal to noise ratios than the normal source number estimation methods.     

基于神经网络的MUSIC计算方法

MUSIC方法是空间谱估计中经典的子空间方法,这类算法有个共同特点就是要对输出数据的协方差矩阵进行数学分解,其计算量较大,不适合实时处理。因此,文章提出了基于神经网络的高效迭代方法,不需进行数学分解,计算过程相对简单。仿真结果证明了该方法的有效性。     

Estimation of the wave direction of ship waves generated by a small vessel using the multiple signal classification method

It is very important to estimate the waves generated by a small vessel so as to investigate their effects on floating bodies within the scope of fisheries and ocean engineering. Simplified methods for estimating the wave heights and periods of ship waves have been presented in previous studies. However, estimating the direction of ship waves is not easy. The focus of the present study is to develop an analytical technique to determine the direction of ship waves based on the measurements in field experiments. The multiple signal classification (MUSIC) method is newly proposed for determining the direction of ship waves. For high ship speeds, the directional spectrum of ship waves estimated by MUSIC resulted in a sharp monotone peak, and the estimated directions of ship waves were very similar to the results of field experiments using an actual small vessel. The proposed MUSIC method has thus been confirmed to be effective in estimating ship wave directions with high resolution.     

局部气垫双体船波浪谱反演方法研究

为了使局部气垫双体船在航行过程中能时刻感知海况来调节气垫气流量,分析对比了从海浪波高信号反推出海浪谱的4种方法,从而为选取出气垫控制系统内反演波浪谱提供最优控制算法。通过已知海浪谱的波浪,将反演出的海浪谱与已知谱对比,寻找出最优算法。最终表明Welch法的结果较理想,可达到工程应用精度。     

Direction of arrival estimation of coherent sources based on arbitrary plane arrays

A method of direction of arrival （DOA） estimation of coherent sources is proposed, which is based on arbitrary plane arrays. After constructing the mathematical model of coherent sources, virtual array transformation and MUSIC algorithm are used to realize the azimuth estimation of coherent sources, which improved the DOA estimation performance greatly. According to the computer simulation, its validity is confirmed.     

基于遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

船舶螺旋桨的设计主要分为理论法与图谱法,目前,图谱法设计已有成熟的计算程序与之匹配,采用遗传算法搜索进行船舶螺旋桨优化设计是一条新的思路。采用Wageningen B图谱的回归多项式,利用遗传算法的高效、并行、基于适应度函数的搜索法,进行螺旋桨优化设计,将螺旋桨直径、螺距比和盘面比作为设计变量,空泡性能作为约束条件,在保证目标转速的前提下优化船舶航速。经优化设计实例计算表明,遗传算法适用于船舶螺旋桨的优化设计。