水听器阵列广义空域预滤波及后置方位估计机理与方法研究

在声呐等阵列信号处理领域一般采用波束形成器来进行空域滤波，前人的波束形成器设计方法存在不能同时兼顾指向性指数、旁瓣级、稳健性、主瓣响应逼近误差等多个性能指标的缺点，限制了它们在工程实际中的应用。项目申请者已经提出了能够同时兼顾多个性能指标、适用于实际工程应用的波束优化设计方法，本项目拟将该方法设计出的高性能波束形成器运用于声呐阵列数据预处理，然后进行波束域方位估计，提高声呐目标方位估计性能。在此基础上，提出另一类空域滤波方法，研究矩阵滤波器优化设计方法，用于空域滤波。该矩阵滤波器对阵元域数据进行空域滤波后的输出仍是阵元域数据，因此比波束形成器更适合于作空域预滤波器。然后研究矩阵预滤波目标方位估计方法，并将其与波束域方位估计方法进行数学分析比较，考察其机理，在此基础上提出最佳广义空域预滤波目标方位估计方法。针对海洋特性，研究稳健算法，使所有方法能够应用于工程。采用仿真和实测数据验证所有算法。