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尺寸约束下圆环阵MIMO声呐阵型设计和波束优化

伍镜蓉 刘雄厚 樊 宽 孙 超 杨益新

伍镜蓉, 刘雄厚, 樊 宽, 孙 超, 杨益新. 尺寸约束下圆环阵MIMO声呐阵型设计和波束优化[J]. 水下无人系统学报, 2018, 26(5): 415-420. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2018.05.006
引用本文: 伍镜蓉, 刘雄厚, 樊 宽, 孙 超, 杨益新. 尺寸约束下圆环阵MIMO声呐阵型设计和波束优化[J]. 水下无人系统学报, 2018, 26(5): 415-420. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2018.05.006
WU Jing-rong, LIU Xiong-hou, FAN Kuan, SUN Chao, YANG Yi-xin. Array Layout Design and Beampattern Optimization for Circular-Array MIMO Sonar with Limited Physical Size[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2018, 26(5): 415-420. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2018.05.006
Citation: WU Jing-rong, LIU Xiong-hou, FAN Kuan, SUN Chao, YANG Yi-xin. Array Layout Design and Beampattern Optimization for Circular-Array MIMO Sonar with Limited Physical Size[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2018, 26(5): 415-420. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2018.05.006

尺寸约束下圆环阵MIMO声呐阵型设计和波束优化

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2018.05.006
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC1400200); 国家自然科学基金(51509204); 西北工业大学中央高校基本科研业务费自由探索类项目(3102017ZY024)
详细信息
    作者简介:

    伍镜蓉(1996-), 女, 在读硕士, 助研, 主要研究方向为水声信号处理。

  • 中图分类号: TJ630.34; TN929.3; TB566

Array Layout Design and Beampattern Optimization for Circular-Array MIMO Sonar with Limited Physical Size

  • 摘要: 传统主动声呐采用圆环阵接收可获得360° 视角, 但是在尺寸有限时面临着波束主瓣宽度大、旁瓣级高等不足, 针对这些不足, 文中提出了阵列尺寸约束下圆环阵多输入多输出(MIMO)声呐阵型设计和波束优化方法。圆环阵MIMO声呐由发射圆环阵和接收圆环阵组成, 通过优化发射圆环阵和接收圆环阵的半径和相对旋转角, 设计了具有低旁瓣波束的最优阵型。在该阵型的基础上, 通过将圆环阵MIMO声呐的波束优化问题转化为与其等效的虚拟平面阵波束优化问题(建立以旁瓣级最低为目标函数, 主瓣方向无失真响应, 并约束加权向量2-范数保证稳健性), 获得了期望的低旁瓣波束图。数值仿真结果表明, 所提方法可以在不增加阵列尺寸和波束宽度的前提下, 获得比传统圆环阵更低的旁瓣级。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-25
  • 修回日期:  2018-09-18
  • 刊出日期:  2018-10-31

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