均匀间距线列阵波束形成器.doc

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实验3 均匀间距线列阵波束形成器
姓 名：逯仁杰
班 级：20120001〔12级赓1班〕
学 号：2012011112
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通过本实验的学习，加深对?声纳技术?中波束形成和方位估计的概念理解，理解声纳信号处理的根本过程，为今后声纳信号处理的工作和学习建立概念、奠定坚实的根底。

波束形成器的本质是一个空间滤波器。当对基阵各基元接收信号作补偿处理，使得各基元对某个特定方向上的信号能够同相相加，获得一个最大的响应输出〔幅度相加〕；相应的各基元对其它方向的信号非同相相加，产生一定的相消效果的响应输出〔对于各基元噪声相互独立的情况时功率相加〕。这就是波束形成的工作原理。
常用的波束形成方法主要有时延波束形成法和频域波束形成法。在此根底上针对不同的阵形、设计要求以及背景噪声特性下还开展了许多波束形成算法。针对不同的阵形时的波束形成方法是指依赖于阵形的特殊性〔如直线阵、圆阵、体积阵等〕而得到的波束形成算法：如直线阵波束形成法、圆阵波束形成法，体积阵波束形成法等。
针对不同的设计要求也衍生出多种新型的波束形成算法。当对不同的频率响应要求一样的波束宽度时有恒定束宽波束形成法，当对波束的旁瓣级有要求时可采用切比雪夫加权波束形成法。当要求对阵列误差具有宽容性响应时失配条件下的波束形成器[6,362-382]。
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如果利用噪声干扰的统计特性有高分辨最小方差无畸变响应〔MVDR〕波束形成法，线性约束最小方差〔LCMV〕波束形成法，线性约束最小功率〔LCMP〕波束形成法，自适应波束形成法等。
但不管是何种波束形成方法，其目的均是在干扰背景下获取某个方向的信号或估计信号的方位。下面仅给出时延波束形成和相移波束形成的根本原理。
时延波束形成法〔时域〕
相移波束形成法〔频域〕
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〔1〕仿真等间距直线阵基元接收信号，对所接收信号进展延时波束形成，估计目标方位；分析波束形成性能。
参数：阵元数 16，中心频率1500Hz，带宽500Hz，信号脉宽20ms，信噪比20dB。
〔2〕采用频域波束形成方法对所接收信号进展波束形成，估计目标方位，分析波束形成性能。
参数不变。
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