基于矢量传感器的波束形成和波达方向估计

未来的新型阵列系统将具备两大特征：新的体制和新的信号处理方法。在声呐信号处理中，为了确定声波的到达方向(波达方向，DOA)，通常采用声压传感器阵列对声场进行空间采样，并进行空间谱估计。目前存在大量的基于声压传感器阵列的DOA估计方法，如基于傅里叶变换的经典方法、参数模型法、子空间类方法和解卷积类方法等。近年来，一种新型的传感器----水声矢量传感器引起了人们极大关注。水声矢量传感器不仅能测量声场的声压这一标量参数，而且能同时测量声场的质点振速这一矢量参数。 本文详细研究了基于矢量传感器的波束形成和波达方向估计以及宽带信号的波束形成。通过对比标量传感器，表明矢量传感器阵对DOA估计比标量传感器阵有更高的分辨能力并且可以减少阵列的阵元数目，还具有单阵元定位的性能。 本文共分四章。第一章概述了矢量传感器的发展过程，第二章论述了阵列信号处理的基本原理以及标量传感器的波束形成和波达方向估计，第三章研究了矢量传感器的波束形成和波达方向估计，第四章详述了宽带信号的波束形成原理以及使用DSP实现LMS算法。