一种前向小目标MIMO探测方法

摘要

本发明公开了一种前向小目标MIMO探测方法。该方法首先利用分时发射的方法获得分集增益，并且通过对波导水声信道进行建模获得目标位置对应的信号拷贝。以此信号拷贝与实际数据进行匹配场处理实现前向小目标定位。本发明方法可以使匹配场输出的模糊度表面获得更窄的主瓣，具有更好的性能。

主权项

一种水声前向小目标MIMO探测方法，其特征在于包括如下步骤：1）将SRA阵的所有阵元逐个按以下方法向前向小目标发射和接收信号，两个阵元的发射间隔时间为t，且t＞＞2×d/c，其中d表示感兴趣的探测区域到SRA阵的最远水平距离，c表示水介质中的声速：首先将SRA阵设置为发射阵模式，由阵元向前向小目标发射信号；然后将SRA阵切换到接收阵模式，由SRA阵的所有阵元接收前向小目标的反射回波并且对所述反射回波进行存储，所述反射回波包含阵元所发射的信号的频率信息和所述前向小目标的位置信息；2）将步骤1）所存储的所有反射回波列向量化，得到如式（Ⅰ）所示的数据向量： R ( ω , θ t ) = [ r 1 T ( ω , θ t ) , r 2 T ( ω , θ t ) , . . . , r N T ( ω , θ t ) ] T - - - ( I ) 式（Ⅰ）中，ω表示阵元所发射的信号的角频率，θt＝(r,z)表示前向小目标的位置信息，r表示前向小目标距发射阵元的水平距离，z表示前向小目标距水面的深度，R(ω，θt)表示数据向量，r1(ω，θt),r2(ω，θt),...,rN(ω，θt)分别表示步骤1）中SRA阵的各阵元向前向小目标发射的信号所对应的反射回波，N表示SRA阵的阵元个数；3）根据所述前向小目标所在环境的环境参数，利用基于简正模的KRAKEN模型得到与所述前向小目标的假设位置相对应的拷贝向量，所述环境参数包括水深、水介质的声速、水介质的密度、水介质的声衰减系数、沉积层的声速、沉积层的密度和沉积层的声衰减系数；4）根据所述拷贝向量，利用式（Ⅱ）得到驾驶向量， w ( ω , θ ) = a ( ω , θ ) | | a ( ω , θ ) | | - - - ( II ) 式（Ⅱ）中，w(ω，θ)表示驾驶向量，a(ω，θ)表示拷贝向量，θ表示前向小目标的假设位置；5）利用所述驾驶向量，对所述数据向量做匹配场处理，得到匹配场输出；6）对所述前向小目标的假设位置进行搜索，将匹配场输出最大时所对应的前向小目标的假设位置作为所述前向小目标的真实位置的估计。