任意陣形水聲組合陣列的波達方向盲估計

肖大為，程錦房，張景卓，張 煒

(海軍工程大學，湖北 武漢430033)

0 引 言

基于陣列信號處理的方向估計問題在雷達、聲吶、通信、地震勘探等領域有廣泛應用。目前已提出以MUSIC 算法為代表的一類高分辨陣列處理方法，其與常規Bartlett 波束形成方法相比具有優越的分辨性能［1］。然而，這種優越性是基于假設陣列信號模型精確確定的條件下獲得的。在實際聲吶工程中，由于探測系統的幾何外形以及在水下布放時的地形條件等多方因素的限制，陣列的安裝位置很難滿足高分辨算法的要求，陣列流型的測量和校準也十分困難，這些因素將導致高分辨算法的性能嚴重下降甚至失效。因此，有必要探索新的方向估計方法。

盲源分離［2－3］是指在源信號信息及混合系統特性都未知的情況下，僅從觀測到的混合信號中提取、分離出各個目標信號的過程。近年來，越來越多文獻將盲源分離(BSS)理論應用到陣列信號處理中，開辟了一條目標辨識的新道路［4－7］。

本文將單矢量水聽器與任意陣形聲壓水聽器陣列組合，并引入盲源分離理論，提出了一種任意陣型水聲組合陣列的波達方向盲估計方法。

1 水聽器陣列模型

下面先對聲壓水聽器L 型均勻線性陣列模型和單矢量水聽器模型作一簡要介紹，然后引出水聽器組合陣列模型。

1.1 聲壓水聽器L 型均勻線性陣列模型

信號接收陣列如圖1所示，其中子陣X 位于x軸上，子陣Y 與子陣X 相互垂直，2 個子陣的結構完全相同，均為等距均勻線陣，陣元間距為d，且陣元數均為m(總陣元數為2m－1)。……