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一种波束域的声压差互相关谱分析水下目标速度估计方法，用于在包括多个各向同性阵元的均匀分布的水平阵上实现对运动目标的速度估计，该方法包括：步骤1)、所述水平阵中的各个阵元分别采集声信号；步骤2)、对步骤1)中所采集的声信号进行波束形成处理，得到波束域信号；其中，该步骤进一步包括：步骤2‑1)、采用如下公式对所采集的信号做波束形成处理：<maths num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>B</mi><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>θ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mo>Σ</mo><mi>l</mi></munder><munder><mo>Σ</mo><mi>h</mi></munder><msubsup><mi>d</mi><mi>l</mi><mo>*</mo></msubsup><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>h</mi></mrow></msub><msub><mi>d</mi><mi>h</mi></msub><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>iΔk</mi><mrow><mi>l</mi><mi>h</mi></mrow></msub><mi>r</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0001101537370000011.GIF" wi="795" he="103" /></maths>其中，θ表示目标信号方位；r表示目标与参考阵元在t时刻的初始距离；l表示阵元在水平阵中的行号，h表示阵元在水平阵中的列号，O<sub>lh</sub>表示声强信号幅度值；Δk<sub>lh</sub>＝k<sub>r,l</sub>‑k<sub>r,h</sub>；k<sub>r,l</sub>表示声源与参考阵元距离为r时第l号模态特征函数所对应的模态特征值，k<sub>r,h</sub>表示声源与参考阵元距离为r时第h号模态特征函数所对应的模态特征值；d<sub>h</sub>表示第h号简正波对应的水平波数；Δk<sub>lh</sub>表示水平波数值间差值；<maths num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>d</mi><mi>l</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mo>Σ</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mi>d</mi><mo>(</mo><mrow><msub><mi>k</mi><mi>l</mi></msub><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>θ</mi><mi>t</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>k</mi><mn>0</mn></msub><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mrow><mo>(</mo><mi>θ</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0001101537370000012.GIF" wi="766" he="127" /></maths>其中θ<sub>t</sub>表示t时刻目标的方位值，k<sub>l</sub>表示第l号简正波对应的水平波数值，k<sub>0</sub>表示第一号简正波对应的波数值；N表示水平阵中的阵元数目；步骤2‑2)、当θ＝θ<sub>t</sub>且k<sub>0</sub>≈k<sub>r,l</sub>的情况下，波束形成获得最大输出值，从而对每个距离r处取出最大波束输出的波束域信号；步骤3)、对步骤2)得到的波束域信号进行波束域声压差互相关处理，得到波束域关于时间间隔的互相关信号；步骤4)、对步骤3)所得到的波束域的互相关信号的时间间隔参量进行频谱分析，获得波束域的速度估计结果。 |
