文章摘要
张伟民,郭海涛,金其余,田原嫄,焦圣喜.基于最小一乘的虚拟阵元波束形成仿真研究[J].声学技术,2020,39(2):134~140
基于最小一乘的虚拟阵元波束形成仿真研究
Simulation of virtual array beamforming based on least absolute deviation
投稿时间:2018-10-04  修订日期:2018-12-17
DOI:10.16300/j.cnki.1000-3630.2020.02.002
中文关键词: 多波束成像系统  最小一乘估计  稳健性  虚拟阵元  波束形成
英文关键词: multi-beam imaging system  least absolute deviation estimation  robustness  virtual array  beamforming
基金项目:国家自然科学基金(61661038,41076060)、内蒙古自然科学基金(2014MS0601)资助项目
作者单位E-mail
张伟民 内蒙古大学电子信息工程学院, 内蒙古呼和浩特 010021  
郭海涛 海南热带海洋学院海洋信息工程学院, 海南三亚 572022 ghtpaper@126.com 
金其余 内蒙古大学数学科学学院, 内蒙古呼和浩特 010021  
田原嫄 东北电力大学机械工程学院, 吉林吉林 132012  
焦圣喜 东北电力大学自动化工程学院, 吉林吉林 132012  
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中文摘要:
      水下多波束成像系统成像质量的关键主要在于波束形成的质量。在信号频率一定时,常规相移波束形成只有通过增加基阵的孔径来得到更窄的波束,但是在有限的应用条件下,这种方法又受到实际工程的限制。因此,提出一种基于最小一乘估计的虚拟阵元波束形成方法。在低信噪比的情况下,利用最小一乘估计的稳健性可以得到更加准确的估计信号,从而在不增加基阵尺寸的情况下获得更窄和抗干扰性更强的波束,提高阵增益和声呐图像的角度分辨率。通过Matlab仿真并与其他方法比较验证,证明了上述方法的优越性。
英文摘要:
      The quality of beamforming is the key to the imaging quality of underwater multi-beam imaging system. When the signal frequency is constant, the conventional phase-shifting beamforming algorithm can only get a narrower beam by increasing the aperture of the array, but this method is restricted by practical conditions in engineering. Therefore, a virtual array beamforming algorithm based on least absolute deviation (LAD) estimation is presented, by which a narrower and more robust beam can be obtained without increasing the array size, moreover the array gain and the angle resolution of sonar image can be increased under low signal to noise ratio (SNR). The superiority of the above method is verified by using Matlab simulation and comparing with other methods.
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