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混合BMO算法用于紧耦合甚低频直立阵去耦优化 预览
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作者 李斌 柳超 +1 位作者 董颖辉 张波 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期371-379,共9页
提出了一种基于混合蝴蝶交配优化(butterfly mating optimization,BMO)算法抑制阵列天线互耦的新方法.该方法首先根据建立的阵列天线的非线性优化模型,对优化变量进行分组排序,利用二进制BMO算法对模型馈线进行稀布优化;其次,为平衡全... 提出了一种基于混合蝴蝶交配优化(butterfly mating optimization,BMO)算法抑制阵列天线互耦的新方法.该方法首先根据建立的阵列天线的非线性优化模型,对优化变量进行分组排序,利用二进制BMO算法对模型馈线进行稀布优化;其次,为平衡全局搜索和局部寻优能力,在标准BMO算法的基础上赋予蝴蝶个体均匀混沌初始化和自适应变位移机制,对天线结构进一步优化.将所提方法应用于二元甚低频(very low frequency,VLF)紧耦合伞形天线阵,结果表明:所提方法能够有效改善相控时阵元的辐射电阻,组阵增益接近理论值,提升了阵列天线的波束合成性能.该方法为大型阵列天线互耦抑制提供了新思路. 展开更多
关键词 阵列天线 蝴蝶交配优化 甚低频 辐射电阻 组阵增益
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MEMS矢量水听器阵列的仿真与实验研究 预览
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作者 冯飞 《指挥控制与仿真》 2019年第5期108-110,共3页
针对6阵元的MEMS矢量水听器阵增益和波束指向性图性能进行了理论分析与仿真,给出仿真所采用的理论、公式、各项参数与结论。并进行了相应实验验证,结果表明在阵列总长度较小的情况下其阵增益和波束宽度具有较好的一致性。
关键词 MEMS矢量水听器 阵列 阵增益 波束宽度
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水声阵列空域反转和噪声抑制技术 预览
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作者 赵安邦 马林 +1 位作者 惠娟 葛春莎 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期34-40,共7页
为了提高水声阵列性能,本文基于水声阵列探测系统的工程应用,提出了一种水声阵列“空域反转”和噪声抑制的技术。通过阵列信号空间反转和卷积,对阵元孔径进行虚拟扩展。在此基础上,对扩展后的阵列进行灵敏度均衡,分析了均衡技术对“空... 为了提高水声阵列性能,本文基于水声阵列探测系统的工程应用,提出了一种水声阵列“空域反转”和噪声抑制的技术。通过阵列信号空间反转和卷积,对阵元孔径进行虚拟扩展。在此基础上,对扩展后的阵列进行灵敏度均衡,分析了均衡技术对“空域反转”阵列性能的影响。“空域反转”使各向同性不相关噪声聚焦,将协方差矩阵中心元素置零,抑制部分噪声,进一步提高阵列处理的增益。研究结果表明:本文提出的阵列处理技术,能够有效地提高各向同性噪声中的水声阵列的处理增益,能够为提高水声阵列目标探测性能提供一种技术途径。 展开更多
关键词 水声阵列 空间反转 虚拟扩展 指向性 阵列增益 灵敏度均衡 系数矩阵 噪声抑制
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阵元一致性对水听器阵列信噪比增益的影响 预览
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作者 张小勇 尚珍珍 +1 位作者 纪松祥 张国军 《测试科学与仪器:英文版》 CAS CSCD 2019年第3期241-245,共5页
研究了水听器阵列中阵元的一致性对信噪比增益的影响因素,一致性意味着当输入信号相同时,各阵元具有相同的输出,即相位与幅度响应均相同。给出了增益与信号、增益噪声互相关系数的关系。从理论上对阵元存在幅相不一致时的阵增益进行了分... 研究了水听器阵列中阵元的一致性对信噪比增益的影响因素,一致性意味着当输入信号相同时,各阵元具有相同的输出,即相位与幅度响应均相同。给出了增益与信号、增益噪声互相关系数的关系。从理论上对阵元存在幅相不一致时的阵增益进行了分析,推导了信号为单频时, 2元阵的的增益表达式,并给相位差在10°与幅度差为3 dB时的增益。通过仿真对理论分析进行了验证,总结了当幅相一致性变化时,信噪比增益的变化规律,即水听器阵列信噪比增益受到阵元一致性的影响较大,增益随幅相一致性变差而降低,且幅度响应一致性进一步变差时,增益值将为负值。 展开更多
关键词 水听器 阵元 一致性 信噪比 增益
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Ultrasonic flaw detection of discontinuous defects in magnesium alloy materials
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作者 Sheng-nan Xue Qi-chi Le +3 位作者 Yong-hui Jia Li-ping Jiang Zhi-qiang Zhang Lei Bao 《中国铸造:英文版》 SCIE 2019年第4期256-261,共6页
Phased array ultrasonic testing, an effective ultrasonic testing(UT) technology, has been widely used in steel inspection because of its high accuracy, sensitivity, and efficiency. However, as its application in as-ca... Phased array ultrasonic testing, an effective ultrasonic testing(UT) technology, has been widely used in steel inspection because of its high accuracy, sensitivity, and efficiency. However, as its application in as-cast magnesium alloys has just begun, more research is needed. Considering the important role of the gain compensation in quantifying defects in magnesium alloys by ultrasonic phased array technology, the effects of microstructure, the position, size, and overlap of defects, and boundary distance(distance from the defect position to the side surface of the test casting) on gain compensation of as-cast AZ80 and AZ31 magnesium alloys were studied. Results show the gain compensation increases with the increase of grain size. There is a strict linear positive correlation between gain compensation and defect depth, but such relationship no longer exists due to the defects overlap, orientation and boundary distance. In addition, there is a strict linear negative correlation between the gain compensation and defect size. 展开更多
关键词 MAGNESIUM alloy ULTRASONIC phased array DEFECT detection GAIN COMPENSATION
一种宽角扫描双频圆极化阵列的设计 预览
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作者 崔积丰 《无线电工程》 2019年第9期821-824,共4页
设计了一种宽角扫描双频圆极化相控阵列天线。其中天线单元采用双层微带贴片实现双频;通过馈电点的特殊设计有效提高了端口隔离度;选用高介电、加厚板材缩小天线尺寸,同时展宽波束宽度。通过对口径效率和布阵间距的优化设计,构成规模为8... 设计了一种宽角扫描双频圆极化相控阵列天线。其中天线单元采用双层微带贴片实现双频;通过馈电点的特殊设计有效提高了端口隔离度;选用高介电、加厚板材缩小天线尺寸,同时展宽波束宽度。通过对口径效率和布阵间距的优化设计,构成规模为8×8的相控阵列。仿真结果表明,该相控阵可实现±70°范围内的二维扫描,最大扫描角度方向相对法线方向的增益下降可控制在5~7 d B。该阵列可用于北斗和GPS导航干扰系统终端。 展开更多
关键词 相控阵列 宽角扫描 双频 高增益 圆极化
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阵列阵增益与指向性对比分析 预览
7
作者 林开泉 杨博 吴开明 《装备制造技术》 2018年第7期116-119,共4页
指向性和基阵增益是评价水下基阵噪声抑制性能优劣的两个重要指标。为区别两个指标的物理意义,先阐述了两个指标的基本定义,然后以均匀线阵为例,通过Matlab数值仿真比较了两个指标的性能,分析了不同工作频率和环境噪声场特性对两个指标... 指向性和基阵增益是评价水下基阵噪声抑制性能优劣的两个重要指标。为区别两个指标的物理意义,先阐述了两个指标的基本定义,然后以均匀线阵为例,通过Matlab数值仿真比较了两个指标的性能,分析了不同工作频率和环境噪声场特性对两个指标性能的影响。 展开更多
关键词 指向性 基阵增益 环境噪声场
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一种同步卫星C波段微带天线的设计分析 预览
8
作者 商锋 朱亚坤 陈文学 《西安邮电大学学报》 2018年第1期64-69,共6页
针对同步卫星C波段的频带要求,设计了一种微带二元阵列天线。天线采用矩形辐射贴片,双点馈圆极化的两元等幅同相、相距为0.75倍波长的直线阵结构。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化,得到天线法相增益≥9.5dBic,扇面正前方波... 针对同步卫星C波段的频带要求,设计了一种微带二元阵列天线。天线采用矩形辐射贴片,双点馈圆极化的两元等幅同相、相距为0.75倍波长的直线阵结构。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化,得到天线法相增益≥9.5dBic,扇面正前方波束宽度±16°增益≥6.5dBic,扇面仰角30°波束宽度±16°增益≥0dBic,且天线各个频点下的前后比≥10dB等天线性能参数所对应的结构参数。加工成实物并利用微波暗室进行测试,测试结果与Ansoft HFSS仿真结果基本相符。 展开更多
关键词 阵列天线 增益 ANSOFT HFSS
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Effect of the fluctuant acoustic channel on the gain of a linear array in the ocean waveguide
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作者 谢磊 孙超 +2 位作者 蒋光禹 刘雄厚 孔德智 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第11期262-269,共8页
基于Matlab的常见阵型阵增益性能仿真研究 预览
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作者 黄庚 张蓓 《舰船电子工程》 2018年第5期138-142,共5页
阵增益是声纳方程的一项重要指标,其研究具有重要意义。阵增益是一种描述阵型对信号加强和对噪声抑制的量,工程上希望在既定条件下,阵增益越大越好。声纳基阵在进行波束形成时,其指向性图会发生畸变,因而增益也会发生相应变化,因而在不... 阵增益是声纳方程的一项重要指标,其研究具有重要意义。阵增益是一种描述阵型对信号加强和对噪声抑制的量,工程上希望在既定条件下,阵增益越大越好。声纳基阵在进行波束形成时,其指向性图会发生畸变,因而增益也会发生相应变化,因而在不同束控方向增益也会有所差别。在论文中,将从指向性因数和信噪比增益两方面来研究不同参数情况下几种常见阵型的增益情况,并衡量这两种方法的内在联系和优缺点。 展开更多
关键词 线阵 指向性因数 信噪增益
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数字相控阵天线中的波束合成实现方法 预览
11
作者 唐洪军 《计算机仿真》 北大核心 2017年第5期213-216,221共5页
数字相控阵天线是有源相控阵天线发展的重要方向,而信号处理的核心内容是波束合成。但波束合成的工程设计中面临的一些问题,往往通过经验进行处理,并未从理论角度进行分析和解决。首先,针对信号处理硬件平台中的数据采集功能,通过... 数字相控阵天线是有源相控阵天线发展的重要方向,而信号处理的核心内容是波束合成。但波束合成的工程设计中面临的一些问题,往往通过经验进行处理,并未从理论角度进行分析和解决。首先,针对信号处理硬件平台中的数据采集功能,通过分析ADC噪声来源,并结合输入中频信号SNR、动态、采样处理增益,得到了满足输出SNR要求的最少有效比特位的解析表达。其次,根据数字相控阵阵因子表达,分析了在指向误差对方向图影响,根据天线增益的损失,可以确定指向误差的允许范围。另外,根据空间色散原理,分析了频偏对阵列方向图影响,同样根据天线增益损失,可以确定允许的信号带宽指标。上述指标确定方法,通过计算机仿真证明了正确性和有效性。从而为数字相控阵天线的工程实现.提供了有益的支持。 展开更多
关键词 数字相控阵 波束合成 阵列增益
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SIW耦合馈电阵列天线
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作者 钱祖平 关东方 张颖松 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期1-5,共5页
提出一种新型宽带、结构紧凑的基片集成波导(SIW)背腔阵列天线的设计方法。所设计的SIW阵列由紧密相连的背腔构成馈电网络,每个背腔上开宽缝作为辐射单元。SIW背腔天线单元紧密排列,主要通过单元间感性耦合窗耦合馈电。SIW背腔既是辐... 提出一种新型宽带、结构紧凑的基片集成波导(SIW)背腔阵列天线的设计方法。所设计的SIW阵列由紧密相连的背腔构成馈电网络,每个背腔上开宽缝作为辐射单元。SIW背腔天线单元紧密排列,主要通过单元间感性耦合窗耦合馈电。SIW背腔既是辐射单元又能实现能量分配,不需加载额外的馈电网络,因此该阵列结构十分紧凑。工作在20 GHz频段的2×2 SIW耦合馈电阵和4×4 SIW耦合馈电阵已加工实现,仿真和测试结果表明所提出的SIW阵列设计方法简单、阵列结构紧凑、天线辐射性能良好。另外,本文研究了高增益大规模阵列天线的组阵方法。在2×2 SIW耦合馈电阵的基础上,采用8×8 SIW并联馈电网络加载天线子阵的方法设计了16×16宽带高增益SIW阵列天线并进行了加工测试。结果表明,采用这种组阵方法,天线阵阵元排布紧密,天线具有带宽宽、增益高、损耗低等优点。 展开更多
关键词 阵列天线 宽带 高增益 基片集成波导
浅海大孔径线列阵子阵阵增益分析与评估 预览
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作者 刘豫鲁 刘清宇 +1 位作者 刘雄厚 余赟 《舰船电子工程》 2017年第10期120-122,共3页
声信号在海洋中传播时,由于受到复杂海洋环境的影响,波形会发生畸变。理想情况下常规波束形成的阵增益可以达到10logN,但是由于波形畸变,到达线列阵各阵元处的信号相关性下降,从而导致阵增益低于10logN。论文针对典型浅海环境,研究窄带... 声信号在海洋中传播时,由于受到复杂海洋环境的影响,波形会发生畸变。理想情况下常规波束形成的阵增益可以达到10logN,但是由于波形畸变,到达线列阵各阵元处的信号相关性下降,从而导致阵增益低于10logN。论文针对典型浅海环境,研究窄带信号经过浅海传播,到达大孔径线列阵各阵元处的信号水平纵向相关性,并分析此时大孔径线列阵进行子阵处理时的检测性能。以常规波束形成为例,计算大孔径线列阵的阵增益并分析影响阵增益的因素。 展开更多
关键词 信号空间相关性 常规波束形成 阵增益
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线性约束自适应逆波束形成研究 预览 被引量:1
14
作者 杨晴 王良 《应用声学》 CSCD 北大核心 2017年第2期168-174,共7页
逆波束形成较常规波束形成有较好的方位分辨力,但其旁瓣较高,为抑制旁瓣并进一步提高阵增益和方位分辨力,本文提出一种自适应逆波束形成方法,通过设计自适应滤波器对虚拟阵列进行加权,提高阵增益和方位分辨力。理论分析表明自适应... 逆波束形成较常规波束形成有较好的方位分辨力,但其旁瓣较高,为抑制旁瓣并进一步提高阵增益和方位分辨力,本文提出一种自适应逆波束形成方法,通过设计自适应滤波器对虚拟阵列进行加权,提高阵增益和方位分辨力。理论分析表明自适应逆波束形成能够抑制旁瓣和噪声,阵增益较常规波束形成和逆波束形成提高约3dB,数值仿真结果表明,自适应逆波束形成的旁瓣降低,阵增益和方位分辨力提高,实验数据处理结果表明自适应逆波束形成具有良好的方位分辨能力和目标检测能力,从而验证了其抑制旁瓣、提高方位分辨力和阵增益的有效性。 展开更多
关键词 逆波束 自适应 阵增益 方位分辨力
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基于超材料的低频高增益阵列天线研究 被引量:1
15
作者 邱竹郁 刘小飞 +1 位作者 刘明罡 高铁 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2017年第3期55-58,共4页
基于超材料表面设计了一种工作在P波段的高增益阵列天线,文中设计的天线单元采用全金属Vivaldi形式,可工作在200 MHz-2 GHz。天线排布为一维E面阵列,下方置有反射板。为提升天线增益,采用在天线上方加载超材料层的方式。使用HFSS对天线... 基于超材料表面设计了一种工作在P波段的高增益阵列天线,文中设计的天线单元采用全金属Vivaldi形式,可工作在200 MHz-2 GHz。天线排布为一维E面阵列,下方置有反射板。为提升天线增益,采用在天线上方加载超材料层的方式。使用HFSS对天线进行仿真。仿真表明:通过加载超材料层的方法,可以在不增加天线物理面积的情况下,使其在200 MHz-600 MHz的增益得到提升,最大可达2.7 dB,且有源驻波变化不大,在工作频段内仍小于2。该技术为低频天线阵列的增益提升提供了一种全新的思路。 展开更多
关键词 超材料 阵列天线 高增益 VIVALDI天线
天线互耦对赋形波束增益的影响和分析 预览
16
作者 王裕波 周志鹏 孙红兵 《电子测量技术》 2017年第4期47-50,共4页
分析了天线单元之间的耦合作用后,运用理论推导得到了天线的散射矩阵。通过遗传算法对线阵天线进行了波束展宽,对阵列进行了互耦分析。分析结果表明:波瓣展宽后天线的旁瓣电平与增益都受到了互耦的影响,主要是由于相位加权破坏相位分... 分析了天线单元之间的耦合作用后,运用理论推导得到了天线的散射矩阵。通过遗传算法对线阵天线进行了波束展宽,对阵列进行了互耦分析。分析结果表明:波瓣展宽后天线的旁瓣电平与增益都受到了互耦的影响,主要是由于相位加权破坏相位分布的连续性,导致了能量的利用效率降低,从而导致了天线的增益降低。在波束赋形中,可以加入算法强制相邻通道间的相位分布连续,之后得到的方向图可以适用阵列存在强耦合的情况。 展开更多
关键词 阵列天线 互耦 遗传算法 天线增益 相位连续
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椭球共形阵列增益与等效面积关系研究 预览
17
作者 贾振国 李志刚 《无线电工程》 2016年第6期52-56,共5页
为了解各种共形阵列天线增益在空间的分布情况,从而确定共形阵列的形状。以椭球共形阵列天线为例,给出了一种使用等效投影面积来估算共形阵列天线增益分布的方法。考虑天线单元作用范围影响,推导了各个来波方向等效投影面积的数学表达... 为了解各种共形阵列天线增益在空间的分布情况,从而确定共形阵列的形状。以椭球共形阵列天线为例,给出了一种使用等效投影面积来估算共形阵列天线增益分布的方法。考虑天线单元作用范围影响,推导了各个来波方向等效投影面积的数学表达式。在推导出天线单元具体位置的基础上,根据波束合成原理,通过仿真得到了各个来波方向上的增益分布。对比可见,阵列增益的仿真结果与等效面积的数值计算结果曲线形状吻合,可以直接利用等效面积公式调节椭球长短轴比来改变增益。 展开更多
关键词 共形阵列 椭球阵列 等效面积 增益分布
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Array gain for a conformal acoustic vector sensor array: An experimental study
18
作者 汪勇 杨益新 +3 位作者 何正耀 雷波 孙超 马远良 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第12期126-131,共6页
An acoustic vector sensor can measure the components of particle velocity and the acoustic pressure at the same point simultaneously, which provides a larger array gain against the ambient noise and a higher angular r... An acoustic vector sensor can measure the components of particle velocity and the acoustic pressure at the same point simultaneously, which provides a larger array gain against the ambient noise and a higher angular resolution than the omnidirectional pressure sensor. This paper presents an experimental study of array gain for a conformal acoustic vector sensor array in a practical environment. First, the manifold vector is calculated using the real measured data so that the effects of array mismatches can be minimized. Second, an optimal beamformer with a specific spatial response on the basis of the stable directivity of the ambient noise is designed, which can effectively suppress the ambient noise.Experimental results show that this beamformer for the conformal acoustic vector sensor array provides good signal-tonoise ratio enhancement and is more advantageous than the delay-and-sum and minimum variance distortionless response beamformers. 展开更多
关键词 矢量传感器阵列 实验 增益 声矢量阵 共形 波束形成器 环境噪声 声矢量传感器
深海声信道中的被动合成孔径 被引量:1
19
作者 王域 宫在晓 林鹏 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2016年第9期67-75,共9页
被动合成孔径技术通过对直线运动的小孔径基阵的接收信号进行处理,以时间积累换取空间增益,从而提高对目标的方位分辨和检测能力.理论分析表明,只有当(用于合成孔径的)物理子阵所处声场的水平相关半径远大于合成所用子阵尺寸时,被动... 被动合成孔径技术通过对直线运动的小孔径基阵的接收信号进行处理,以时间积累换取空间增益,从而提高对目标的方位分辨和检测能力.理论分析表明,只有当(用于合成孔径的)物理子阵所处声场的水平相关半径远大于合成所用子阵尺寸时,被动合成孔径的探测性能才会较常规物理孔径基阵有明显优势.深海声信道中,声场水平相关的空间变化会对被动合成孔径技术的性能存在较大影响,本文利用2014年南中国海深海信道条件下的实验数据,开展了被动合成孔径和常规物理基阵的性能对比分析,用波束域扩展拖曳线列阵测量方法将32阵元(48 m)的物理子阵合成了160阵元(240 m)的虚拟阵,结果表明:当声场水平相关半径超过240 m时,160阵元虚拟阵的处理增益最高比32阵元的物理子阵高出9.5 dB,与理论预测数值一致;当水平相关半径小于30 m时,160阵元虚拟阵的处理增益只比32阵元的物理子阵高出6 dB,而其探测性能实际已经接近32阵元物理子阵.这也说明,在深海信道影区内声场水平相关半径较小,被动合成孔径技术的探测性能因此受到限制,较之常规物理孔径基阵的优势并不明显;而在声场水平相关半径较大的深海信道会聚区内,被动合成孔径技术的探测性能有明显改善,较之常规物理孔径基阵的优势明显. 展开更多
关键词 被动合成孔径 物理子阵 虚拟阵 水平相关半径 处理增益
基于矢量水听器的非均匀阵列A PES波束形成算法 预览
20
作者 张超然 程锦房 肖大为 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2016年第2期377-384,共8页
针对传统幅度与相位估计(Amplitude and phase estimation ,APES )算法难以应用于非均匀阵列的问题,研究了基于矢量水听器的A PES算法。利用矢量水听器能够同时共点测量声压和质点振速的特点,将矢量水听器的声压和解析振速通道作... 针对传统幅度与相位估计(Amplitude and phase estimation ,APES )算法难以应用于非均匀阵列的问题,研究了基于矢量水听器的A PES算法。利用矢量水听器能够同时共点测量声压和质点振速的特点,将矢量水听器的声压和解析振速通道作为两个子阵,两路子阵之间只存在一个相位差,且与阵元位置无关,使得A PES算法能够应用于任意形状的阵列。推导和分析了矢量A PES算法的阵增益及其稳健性。分析和仿真表明:该方法相比于传统A PES算法,具有更高的阵增益,且能适用于非均匀阵列;相比于最小方差无失真响应(Minimum variance distortionless response ,MVDR)算法,具有更好的稳健性,能解决相干问题及能够获得更准确的信号功率,并用实测数据验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 矢量水听器 幅度与相位估计算法 阵增益 非均匀阵列
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