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矢量阵的非空间ESPRIT算法
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:哈尔滨工程大学学报
  • 时间:0
  • 页码:406-410
  • 语言:中文
  • 分类:TB566.21[交通运输工程—水声工程;理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学水声工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10704020);水声技术国防科技重点实验室基金资助项目(9140C200205070C2003).
  • 相关项目:有障板存在时矢量声场特性与矢量信号处理技术研究
中文摘要:

矢量水听器同时测量声场中某点的声压和质点振速的正交分量,单个矢量水听器可视为空间共点阵.建立了任意阵型矢量阵的数据模型,研究了任意阵型矢量阵的非空间ESPRIT算法.非空间ESPRIT算法不是利用空间2个子阵组成的矩阵对,而是利用矢量水听器不同的输出分量组成矩阵对完成目标的二维角度(水平方位角和仰角)估计.仿真研究了该算法对单个源和多个源方位估计的情况,并利用外场试验数据验证了算法的有效性.结果表明,在当时的试验条件下,常规波束形成获得的主瓣波束宽度为30°左右,而非空间ESPRIT算法对目标方位估计的标准差为3。左右,说明基于矢量阵的非空间ESPRIT算法在未知阵列流形的前提下可对目标进行高精度方位估计.

英文摘要:

A vector-hydrophone simultaneously measures acoustic pressure and three orthogonal components of acoustic particle velocity at a particular point in a sound field. A single vector hydrophone is a spatial collocated array. In this paper, a data model for an arbitrary vector hydrophone array was established and a non-spatial ESPRIT algorithm based on this arbitrary vector hydrophone was studied. The matrix pair of the non-spatial ESPRIT algo- rithm was composed of different output components of the vector hydrophone, instead of the two identical subarrays, allowing it to estimate the direction of arrival of targets. 2-D direction finding ( azimuth and elevation angle) could be obtained using a non-spatial ESPRIT algorithm. Direction of arrival estimations for single source and multisouces were simulated. The efficiency of the proposed algorithm was tested with experimental data. The RMS error for angle estimation by the non-spatial ESPRIT algorithm was about 3° and the main beam width of conventional beamforming was about 30°, which indicates that high resolution direction of arrival estimation could be obtained using the non-spatial ESPRIT algorithm without requiring information from an array manifold.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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)
  • 被引量:11823