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基于压缩拷贝场向量的空域滤波器设计
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.23[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院声学研究所,北京100190, [2]中国科学院水声环境特性重点实验室,北京100190, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11004214,11274338)资助的课题.
中文摘要:

近几十年来,匹配场处理技术得到了广泛深入的研究,并针对实际应用提出了一系列的具体处理算法.当感兴趣的水下目标信号被水面强干扰信号掩蔽时,对水下目标的匹配场处理定位性能显著下降.现有的广义空域滤波器可以抑制水面强干扰,但计算速度较慢并且内存消耗较大.提出了一种基于压缩拷贝场算法的空域滤波器设计方案,并通过非相干叠加处理宽带问题.相对于现有的空域滤波器,当接收阵元数Ⅳ大于波导中有效简正波号数Q时,该滤波器可以大幅度缩减计算时间、节约运行内存,并且保持了对水面强干扰的抑制性能.针对近岸浅海环境进行了仿真计算,并给出了一些近岸浅海海域试验数据处理结果,验证了该空域滤波器的性能和对计算速度的提升.结果表明,应用基于压缩拷贝向量的矩阵滤波器对强干扰下的弱目标进行宽带非相干匹配场定位,可实现水下目标的有效区分.

英文摘要:

Matched field processing techniques have been studied extensively in recent decades, and a lot of detail algorithms have been put forward for practical use. When the underwater target is obscured by the strong surface interferences, the performance of matched field processing localization will degrade severely. The now existing spatial filter technique can be used to suppress the surface interferences, but the burden of calculation is heavy and the memory usage is large. In this paper, a scheme of optimizing spatial filter design based on the compressed replica vectors is presented, and the broadband data are processed incoherently. In contrary to the existing spatial filter, the optimized spatial filter can effectively reduce the computational complexity and memory usage when the number of array elements N is greater than the number of the effective modes Q, meanwhile, it also retains the original performance of interference suppression. Numerical simulations in a littoral shallow water environment are performed to validate the performance of the spatial filter and the promotion of computation speed. Then, data processing results obtained from an experiment conducted in the littoral shallow water environment are presented. It follows from the results that the weak underwater target can be distinguished from the strong surface interference clearly by use of the incoherent matched field processing with the application of the spatial filter based on compressed replica vectors.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876