摘要: 潜艇和水面舰艇的隐身技术迅速发展，迫切需要大幅度提高水声探测系统的作用距离，以实现对目标的远程发现、可靠跟踪和精确打击。提高水声探测系统作用距离的主要方法是采用由多个传感器组成的宽孔径低频舷侧阵，和研制能够有效提高水声微弱信号检测... 展开 潜艇和水面舰艇的隐身技术迅速发展，迫切需要大幅度提高水声探测系统的作用距离，以实现对目标的远程发现、可靠跟踪和精确打击。提高水声探测系统作用距离的主要方法是采用由多个传感器组成的宽孔径低频舷侧阵，和研制能够有效提高水声微弱信号检测和处理能力的信号处理机。所以，如何有效抑制水下航行器舷侧阵所在空间的噪声和干扰，提高水声信号处理能力就成为了重要的研究课题。舷侧阵的波束形成方法、高分辨方法和阵列误差校准技术就是课题的重要研究内容。 现有的研究表叫，高阶统计量具有优越的性质。可以充分利用这些性质有效抑制水声环境均匀分布和离散的高斯噪声，提取非高斯信号。在现阶段相关领域对高阶统计量已经有大量的研究，这为将高阶统计量方法的优越性融入阵列信号处理技术提供了良好的基础。 论文围绕高阶统计量和阵列信号处理技术，研究内容和取得的成果如下1.研究了常规波束形成和零点扫描技术。提出了一种基于高阶累积量的波束形成方法。该方法不但利用阵列信号的相干叠加增强了输出信号，还利用高斯噪声的高阶累积量等于零这一性质消除了阵元和空间噪声，从而获得了更高的基阵增益。 2.以基于四阶累积量切片MUSIC方法为研究基础，在此类方法中融入波束域方法，以进一步提高此类方法对目标的分辨能力。在研究过程中提出了波束域基于四阶累积量切片MUSIC方法和伪波束域基于四阶累积量切片MUSIC方法，理论分析与仿真结果均表明与阵元域的同类方法比较，上述方法的性能优越，具有很强的噪声抑制和空间信号分辨能力，是很有应用价值的方法。并且可以预见到，采用波束域和高阶累积量的子空间类其它高分辨方法的性能将优于同类阵元域方法。 3.研究分析了阵列信号四阶累积量切片矩阵的共轭对称性质和Toeplitz性质，提出了Toeplitz-Hermite化四阶累积量切片MUSIC方法；将存在阵列误差的高分辨方法稳健性问题进行简化处理，算法的运算量不大，效果却很明显。由于伪波束域基于四阶累积量切片MUSIC方法本身具有增强阵列稳健性的作用，可以将Toeplitz-Hermite校准方法和伪波束域方法相结合，从而进一步提高方法的稳健性。文中所提出的伪波束域Toeplitz-Hermite化四阶累积量切片MUSIC方法就是这样的一种方法。 4.结合舷侧阵水池实验系统，运用基于高阶累积量高分辨估计方法和稳健的基于高阶累积量高分辨估计方法对水池实验数据进行分析，验证了论文中提出的高分辨定向新方法和阵列误差校准方法的正确性和有效性。并且较好地展现了稳健性方法的优势。 收起