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微弱信号源的和波束定向方法与分裂波束定向方法的性能比较 被引量:10
1
作者 李启虎 朴大志 《应用声学》 CSCD 北大核心 2007年第3期129-134,共6页
本文讨论水下辐射噪声源的精确定向问题,给出被动声纳和波束定向与分裂波束定向方法的性能比较。指出在一定信噪比下,分裂波束精确测向技术比和波束定向技术具有较高的定向精度。但是,随着信噪比的下降,两者趋于一致。推导了估计定向精... 本文讨论水下辐射噪声源的精确定向问题,给出被动声纳和波束定向与分裂波束定向方法的性能比较。指出在一定信噪比下,分裂波束精确测向技术比和波束定向技术具有较高的定向精度。但是,随着信噪比的下降,两者趋于一致。推导了估计定向精度的分析表达式,给出在直线阵和圆弧阵情况下,延时估计和声源入射角偏差之间的换算公式和数值模拟结果。同时给出数字式声纳用以计算入射信号左波束和右波束数据的互谱来实现分裂波束定向的方法。 展开更多
关键词 波束 分裂波束 精确定向 互谱
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线阵分裂波束处理技术在水声探测中的应用 被引量:16
2
作者 钱韬 《声学技术》 CSCD 北大核心 2015年第6期551-555,共5页
声呐波束形成处理通常输出各个方位上的目标能量信息,利用指向性极大值位置给出目标的大致方位。为了得到更加精确的目标方位估计,需要寻找对目标方位微小变化作出灵敏反应的物理量。分裂波束处理所输出的各个方位二子阵的相位差信息,... 声呐波束形成处理通常输出各个方位上的目标能量信息,利用指向性极大值位置给出目标的大致方位。为了得到更加精确的目标方位估计,需要寻找对目标方位微小变化作出灵敏反应的物理量。分裂波束处理所输出的各个方位二子阵的相位差信息,对方位变化十分灵敏,其测向精度接近于克拉美罗下界,不需增加太大运算量即可显著提高声呐系统测向精度,在水声中得到了广泛研究和应用。对线阵分裂波束处理在水声探测中不同的应用进行了梳理和总结,重点阐述了基于分裂阵半波束处理的被动声呐宽带相关检测、主动声呐相位单元化处理、超波束形成和水下慢速目标相位差空时方差自动检测跟踪(Automatic Detection and Tracking,ADT)技术的原理、处理流程和结果。 展开更多
关键词 水声探测 分裂 分裂波束处理
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分裂波束自适应方位分析目标识别方法研究 被引量:1
3
作者 王明洲 郝重阳 黄晓文 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第1期31-34,共4页
主要研究了主动高频声纳(20~35kHz)的体目标识别方法。提出了基于水下分裂波束布阵体制下,目标短时方位特征的自适应提取方法,利用分裂波束双通道的自适应结构,克服了目标回波多卜勒对自适应短时方位(相位)的影响,提高了抗噪声性能。... 主要研究了主动高频声纳(20~35kHz)的体目标识别方法。提出了基于水下分裂波束布阵体制下,目标短时方位特征的自适应提取方法,利用分裂波束双通道的自适应结构,克服了目标回波多卜勒对自适应短时方位(相位)的影响,提高了抗噪声性能。同时利用目标方位走向特征向量,给出了体目标的目标视在张角估计值,做为识别判据。文章给出了目标方位走向的提取方法、试验结果,同时给出了目标视在张角估计方差。 展开更多
关键词 分裂波束 自适应 主动声纳 识别
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宽带分裂波束探鱼仪目标方位估计方法 被引量:3
4
作者 汤涛林 张玉涛 +2 位作者 王志俊 尹项博 李国栋 《渔业现代化》 CSCD 2023年第4期91-97,共7页
目标方位估计是分裂波束探鱼仪的主要任务。常用的宽带目标方位估计方法包括互相关、互功率谱和自适应滤波。探鱼仪回波中存在大量目标,当鱼体目标回波时间间隔较小造成回波重叠时,这类方法会产生较大误差。本研究针对使用线性调频信号... 目标方位估计是分裂波束探鱼仪的主要任务。常用的宽带目标方位估计方法包括互相关、互功率谱和自适应滤波。探鱼仪回波中存在大量目标,当鱼体目标回波时间间隔较小造成回波重叠时,这类方法会产生较大误差。本研究针对使用线性调频信号的宽带分裂波束探鱼仪,分析了信号时延对脉冲压缩结果的影响,提出一种利用脉冲压缩相位进行目标方位估计的方法,并给出理论推导。该方法运算量小,易于工程实现。仿真结果表明:该方法在目标间距不小于脉冲压缩距离分辨率时,仍然可以获得较为准确的方位估计;该方法与常用的互相关、互谱法相比,有更好的抗噪声能力。 展开更多
关键词 分裂波束探鱼仪 方位估计 脉冲压缩 宽带信号
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宽带分裂波束探鱼仪探测性能预报建模及仿真分析 被引量:5
5
作者 吴陈波 谌志新 +3 位作者 李国栋 汤涛林 许明昌 刘晃 《渔业现代化》 CSCD 2020年第3期72-79,共8页
宽带分裂波束探鱼仪探测性能由多种因素相互影响、共同作用,作为最关键的技术指标,直接影响该探鱼仪的实际使用。为了指导后续该类型探鱼仪的研制和使用,需要梳理不同因素对其探测性能的影响过程。采用水声学系统建模的方法,结合典型参... 宽带分裂波束探鱼仪探测性能由多种因素相互影响、共同作用,作为最关键的技术指标,直接影响该探鱼仪的实际使用。为了指导后续该类型探鱼仪的研制和使用,需要梳理不同因素对其探测性能的影响过程。采用水声学系统建模的方法,结合典型参数及海洋环境,根据主动声呐方程给出了在噪声背景下、体积混响背景下和体积混响与噪声混叠背景下有效作用距离预报模型,并分析了主要制约因素;进行了不同背景下探测性能的仿真,讨论了不同海况下频率对不同目标强度鱼探测性能的影响,对比了窄带系统和宽带系统对抗混响的能力;通过对宽带分裂波束探鱼仪探测性能的声学仿真结果明确了实际使用环境中不同参数对探测性能的影响,为远距离、高分辨率宽带分裂波束探鱼仪的研制提供了改进方向。 展开更多
关键词 宽带分裂波束探鱼仪 主动声呐方程 作用距离 探测性能
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宽带分裂波束探鱼仪相位校准与方位角估计模块的实现 被引量:1
6
作者 王志俊 汤涛林 +2 位作者 张玉涛 尹项博 李国栋 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第2期70-77,共8页
宽带分裂波束探鱼仪在渔业资源调查中有着广泛应用,其方位角估计精度决定了能否准确确定目标鱼群的方向和位置。为了提高方位估计的精度和效率,提出了一种基于改进的正交数字下变频技术的相位校准算法,对该算法进行了仿真,并基于现场可... 宽带分裂波束探鱼仪在渔业资源调查中有着广泛应用,其方位角估计精度决定了能否准确确定目标鱼群的方向和位置。为了提高方位估计的精度和效率,提出了一种基于改进的正交数字下变频技术的相位校准算法,对该算法进行了仿真,并基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了该算法;然后采用Vitis HLS平台构建了方位角估计知识产权(IP)核,在提高方位角估计精度的同时降低了浮点计算时延;最后用信号发生器进行了测试。结果显示:模块的方位角估计误差不超过0.05°,整体计算延迟不超过420 ns,逻辑资源消耗不超过45%,与系统指标相符。该研究成果已成功应用于宽带分裂波束探鱼仪中,显著提升了系统精度和性能,并产生了一定的经济效益。 展开更多
关键词 分裂波束 相位校准 Vitis HLS 方位角估计
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三元组线列阵分裂波束目标方位跟踪方法
7
作者 尹子源 谭君红 周胜增 《声学技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期425-428,共4页
针对单线阵进行弱目标跟踪时容易受到强目标影响的问题,将三元组线列阵进行分裂波束定向,可提高对弱目标的方位跟踪能力。通过将三元组线列阵等分为两个三元组子阵,对两个三元组子阵分别进行心形波束形成,利用各自心形波束输出进行分裂... 针对单线阵进行弱目标跟踪时容易受到强目标影响的问题,将三元组线列阵进行分裂波束定向,可提高对弱目标的方位跟踪能力。通过将三元组线列阵等分为两个三元组子阵,对两个三元组子阵分别进行心形波束形成,利用各自心形波束输出进行分裂波束处理得到目标方位。与常规单线阵分裂波束目标跟踪方法相比,该方法不但能给出跟踪目标的左右舷信息,同时提高了不同舷侧存在多目标时的目标跟踪能力。对海试数据的实际处理结果表明,三元组线列阵分裂波束定向时提高了对多目标的方位跟踪能力。 展开更多
关键词 水听器三元组 心形波束形成 分裂波束 方位跟踪
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典型分裂波束声学探测系统及其应用 被引量:6
8
作者 张同伟 秦升杰 +1 位作者 唐嘉陵 王向鑫 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第3期131-134,共4页
分裂波束声学探测系统是海洋生物研究的不可或缺的仪器设备,也是现代大型综合科考船的必备装备。首先介绍了分裂波束声学探测的基本原理和系统组成,然后系统介绍了Simrad和BioSoncis的2款典型分裂波束声学探测系统,并分析了其在渔业资... 分裂波束声学探测系统是海洋生物研究的不可或缺的仪器设备,也是现代大型综合科考船的必备装备。首先介绍了分裂波束声学探测的基本原理和系统组成,然后系统介绍了Simrad和BioSoncis的2款典型分裂波束声学探测系统,并分析了其在渔业资源调查、羽状流探测等方面的应用。 展开更多
关键词 分裂波束 渔业 羽状流 EK 60 TD-X
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基于太赫兹智能反射面波束色散和分裂的快速感知方法
9
作者 郝万明 杨兰 +1 位作者 朱政宇 李兴旺 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期678-686,共9页
针对太赫兹智能反射面(RIS)系统中基于波束扫描感知耗时较长问题,该文提出一种基于太赫兹RIS波束色散和分裂的快速感知方法。通过在每个RIS元件处部署实时延(TTD)以动态调整波束色散程度,设置大阵列RIS单元间距以形成波束分裂效应,进而... 针对太赫兹智能反射面(RIS)系统中基于波束扫描感知耗时较长问题,该文提出一种基于太赫兹RIS波束色散和分裂的快速感知方法。通过在每个RIS元件处部署实时延(TTD)以动态调整波束色散程度,设置大阵列RIS单元间距以形成波束分裂效应,进而联合波束色散和分裂实现目标区域快速感知。具体地,将感知区域分为多个子区域,并基于RIS波束色散优化TTD和RIS反射元件相移,以覆盖单一子区域。同时,利用波束分裂无缝覆盖多个子区域,相比使用单一波束扫描感知显著降低了时间开销。而后,为减少回波信号路径损耗,在RIS处配置主动感知元件,用于直接接收并分析回波信号。在此基础上,推导出感知目标角度估计值及其均方根误差(RMSE)。仿真结果表明了所提快速感知方案的有效性。 展开更多
关键词 太赫兹 智能反射面 波束色散 波束分裂 快速感知
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矩形阶跃波导中波束分裂的研究 被引量:1
10
作者 李大治 梁正 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期140-141,共2页
使用匹配场法分析了矩形阶跃波导中场的叠加和分裂特性,并用数值分析方法研究了场分布与传播距离的关系,模拟了TE10波由一束分裂成两束的转化过程。从而为计算相应的硬件装置做了理论准备。
关键词 阶跃波导 匹配场 波束分裂 匹配场法 波导
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波束分裂模式检测下的太赫兹稀疏信道估计方案 被引量:2
11
作者 吴君钦 刘小兰 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第11期3455-3461,共7页
针对现有的基于共同稀疏信道支持的理想假设的宽带信道估计方案中阵列增益严重损失的问题,提出一种波束分裂模式检测的信道估计改进方案。建立具有时延-相控模拟的混合预编码的宽带太赫兹大规模多输入多输出系统模型;通过波束分裂效应... 针对现有的基于共同稀疏信道支持的理想假设的宽带信道估计方案中阵列增益严重损失的问题,提出一种波束分裂模式检测的信道估计改进方案。建立具有时延-相控模拟的混合预编码的宽带太赫兹大规模多输入多输出系统模型;通过波束分裂效应估计出信道分量的物理方向,检测出不同子载波的信道支持度,实现每个信道分量的估计。仿真结果表明,与其它信道估计方案相比,所提方案减少了导频开销,降低了计算复杂度,鲁棒性优越。 展开更多
关键词 阵列增益 波束分裂模式检测 混合预编码 太赫兹 大规模多输入多输出 波束分裂效应 信道估计
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水下超波束形成技术性能仿真研究 被引量:3
12
作者 赵瑞晅 胡桥 郝保安 《舰船科学技术》 北大核心 2013年第3期30-34,共5页
基于声呐分裂波束阵列信号处理的特点,对超波束形成(hyper beam forming,HBF)的二维(2D)和三维(3D)算法进行介绍,探讨其工作特性以及影响因子。将HBF技术应用在水下阵列信号处理中,通过仿真计算分析了其分辨能力和分辨特性。研究结果表... 基于声呐分裂波束阵列信号处理的特点,对超波束形成(hyper beam forming,HBF)的二维(2D)和三维(3D)算法进行介绍,探讨其工作特性以及影响因子。将HBF技术应用在水下阵列信号处理中,通过仿真计算分析了其分辨能力和分辨特性。研究结果表明:HBF使得主瓣束宽得到锐化,同时旁瓣级也有很大的降低,与常规波束形成技术相比,其分辨能力有较大提高,是一种有广阔应用前景的水下阵列信号处理新方法。 展开更多
关键词 分裂波束 波束 目标分辨 仿真
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分裂阵宽带相关检测在圆阵中应用 被引量:4
13
作者 蒋小勇 谭君红 周胜增 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第8期160-163,共4页
宽带能量检测作为一种非相关检测方法广泛应用于被动声呐中,但是在复杂环境下其检测性能迅速降低。为了实现分裂阵半波束在圆阵中的应用,本文通过对圆阵的半波束相位差推导和仿真,将分裂阵半波束应用于圆阵的宽带信号检测中,给出一种应... 宽带能量检测作为一种非相关检测方法广泛应用于被动声呐中,但是在复杂环境下其检测性能迅速降低。为了实现分裂阵半波束在圆阵中的应用,本文通过对圆阵的半波束相位差推导和仿真,将分裂阵半波束应用于圆阵的宽带信号检测中,给出一种应用于圆阵的分裂阵宽带相关检测方法。该方法能有效地改善目标方位分辨率,提高被动声呐的宽带检测性能。仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性,易于工程应用。 展开更多
关键词 被动声呐 分裂阵半波束 宽带能量检测 宽带相关检测
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基于声呐波束锐化的定向算法研究
14
作者 鄢泓哲 刘玉良 +1 位作者 毛瀚德 徐志鹏 《浙江海洋大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第5期436-440,共5页
为了提高声呐系统的精准定向能力,本文提出一种超波束锐化技术在声呐定向中的应用,首先简要介绍常规声呐波束形成算法的分析,然后提出一种分裂波束定向算法在水下阵列信号处理中的应用,依据仿真数据结果给出改变超波束指数对超波束锐化... 为了提高声呐系统的精准定向能力,本文提出一种超波束锐化技术在声呐定向中的应用,首先简要介绍常规声呐波束形成算法的分析,然后提出一种分裂波束定向算法在水下阵列信号处理中的应用,依据仿真数据结果给出改变超波束指数对超波束锐化算法主瓣宽度的影响,并给出超波束锐化算法对多个不同强度目标定向的准确性,通过在0°与45°的仿真和数据分析,结果表明与常规波束形成算法相比,其主瓣宽度更窄、幅度更高,测向分辨能力有较大提高,是一种具有工程应用价值的水下阵列信号处理新方法。 展开更多
关键词 声呐 分裂波束 锐化 阵列 分辨能力
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太赫兹大规模MIMO中两层延时器的混合预编码
15
作者 王华华 彭丽娟 张文豪 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第6期1287-1296,共10页
针对太赫兹通信的波束分裂使传统移相器预编码性能下降和目前应对波束分裂的延时器(True Time Delay,TTD)架构硬件复杂度高的问题,在太赫兹大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统中采用两层TTD和移相器的时相混... 针对太赫兹通信的波束分裂使传统移相器预编码性能下降和目前应对波束分裂的延时器(True Time Delay,TTD)架构硬件复杂度高的问题,在太赫兹大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统中采用两层TTD和移相器的时相混合模拟预编码架构,减少高比特位TTD的使用数量,在波束角度未知前提下改进窄带系统的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法,匹配不同子载波下的等效波束角度,进而提出多载波正交匹配追踪(Multi-Carrier Orthogonal Matching Pursuit,MC-OMP)算法。该算法以最大化子载波的阵列增益为准则设计两层TTD的延时矩阵,进而构造每个子载波的候选模拟预编码矩阵。利用所有子载波残差矩阵和候选矩阵的相关投影和最大值对候选矩阵搜索对应的最佳波束角度,构建出所有子载波的混合预编码矩阵。仿真结果表明,相较于单层TTD架构,两层TTD架构下高比特TTD的使用数量降低50%。所提算法相比传统算法能够显著改善系统性能,且比已知波束角度的延迟相位预编码(Delay Phase Precoding,DPP)算法可达速率和提升3.34%,可在降低硬件复杂度的同时,有效提高波束分裂效应下的系统可达和速率及能效。 展开更多
关键词 太赫兹 大规模多输入多输出 波束分裂 混合预编码 两层延时器
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一种基于多子载波的XL-MIMO系统宽带近场信道估计方法
16
作者 雷芳 田江 +1 位作者 张峻滔 郑少杰 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第5期1056-1066,共11页
针对宽带近场超大规模多输入多输出(Extremely-Large Scale Multiple Input Multiple Output,XL-MIMO)系统场景中波束分裂效应引发的信道估计精度下降问题,提出一种双向融合多子载波增强型双线性模式检测(Bi-Directional Integrated Mul... 针对宽带近场超大规模多输入多输出(Extremely-Large Scale Multiple Input Multiple Output,XL-MIMO)系统场景中波束分裂效应引发的信道估计精度下降问题,提出一种双向融合多子载波增强型双线性模式检测(Bi-Directional Integrated Multi-Subcarrier Augmented Bilinear Pattern Detection,BDI-MSABPD)算法。该算法基于极坐标域稀疏表征框架,通过显式极坐标域分辨率增强与隐式多子载波联合优化的双重机制,解决了波束分裂导致的稀疏支撑集失准和参数估计偏差问题。仿真结果表明,所提算法相较传统双线性模式检测(Bilinear Pattern Detection,BPD)算法,归一化均方误差(Normalized Mean Squared Error,NMSE)平均降低了2 dB。 展开更多
关键词 超大规模多输入多输出 宽带近场 极坐标域 波束分裂
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基于方位走向法和互谱法的水中目标识别 被引量:23
17
作者 刘朝晖 付战平 王明洲 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期932-935,共4页
阐述基于目标方位走向法的目标识别理论,提出利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标尺度信息的方法。最后通过计算机仿真给出在不同攻击条件下,鱼雷对潜艇目标进行尺度识别的估计量、估计方差并进行相应的分析。
关键词 信息处理技术 方位分析 目标识别 互谱 分裂波束 目标方位
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深水抗风浪网箱监测系统研制方案的探讨 被引量:14
18
作者 刘丽珍 石晓天 《海洋渔业》 CSCD 2007年第1期90-94,共5页
探讨一种声学监测方案,用高频、窄脉冲和分裂波束技术,实时监测养殖鱼的进食、生长情况,随时评估网箱内总量的增长情况,并且从水产行业的成本可承受性的实际出发,将成本控制在用户可接受的水平上。
关键词 深水网箱 声学监测 目标强度 分裂波束
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基于双通道短时互谱法的水下目标识别技术研究 被引量:3
19
作者 马国强 徐德民 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期35-37,共3页
分析了水下探测设备目标方位走向法的目标识别技术,提出了双通道短时互谱法的目标方位精确测定方法,并对其进行计算机仿真。
关键词 目标识别 互谱 分裂波束
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双通道短时互谱法的潜艇目标尺度识别 被引量:1
20
作者 刘朝晖 李志舜 +1 位作者 马国强 王明洲 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2005年第1期103-106,共4页
阐述了双通道短时互谱法的基本理论,分析了目标方位走向,提出了利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标尺度的方法。最后采用潜艇目标亮点模型,通过计算机仿真给出了目标方位走向拟合示意图,给出了在不同攻击阵位的条件下,鱼雷... 阐述了双通道短时互谱法的基本理论,分析了目标方位走向,提出了利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标尺度的方法。最后采用潜艇目标亮点模型,通过计算机仿真给出了目标方位走向拟合示意图,给出了在不同攻击阵位的条件下,鱼雷对潜艇目标进行尺度识别的估计值和估计方差并进行了相应的分析,确定了最有利于目标识别的攻击弦角。 展开更多
关键词 方位分析 目标识别 互谱 分裂波束 目标方位
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