高阶声场传感器阵列超分辨方位估计方法研究  被引量:5

Super-resolution DOA estimation method for high-order acoustic sensor arrays

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作  者:刘砚鸣 汪勇[1] 杨益新[1] LIU Yanming;WANG Yong;YANG Yixin(School of Marine and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, China)

机构地区:[1]西北工业大学航海学院,陕西西安710072

出  处:《哈尔滨工程大学学报》2021年第10期1452-1457,共6页Journal of Harbin Engineering University

基  金:国家自然科学基金项目(61971353);中国科协青年人才托举工程项目(2018QNRC001);陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-297).

摘  要:为了提高水声阵列在尺度受限情况下的方位估计性能,本文提出利用高阶声场传感器组成新型阵列的思路。高阶声场传感器基于相位模态理论,通过圆环孔径上多个声压传感器的接收信号提取高阶信息,从而以更简单易实现的物理结构获得与矢量传感器相似的多维信号结构,在此基础上构建高阶声场传感器阵列的信号模型,利用MUSIC方法进行超分辨方位估计性能的仿真分析,发现高阶声场传感器阵列能够获得比相同条件下矢量传感器阵列更好的方位估计精度和分辨能力。To improve the direction of arrival(DOA)estimation performance of sensor arrays under the condition of a limited scale,this study proposes high-order acoustic sensors(HOASs)to comprise novel arrays.Based on phase mode theory,HOASs can extract high-order acoustic information from the signals received by scalar sensors uniformly distributed on a circular aperture inside.A multidimensional signal structure similar to that of acoustic vector sensors is thus obtained via a simple and convenient physical structure.On the basis of such structure,the signal model of a high-order acoustic sensor array(HOASA)is constructed,and the MUSIC algorithm is adopted for the simulation analysis of the performance of super-resolution DOA estimation.Results indicate that the HOASA achieves better source resolution and DOA estimation than vector sensor arrays under the same conditions.

关 键 词:高阶声场传感器 相位模态理论 矢量传感器 目标方位估计 长矢量信号模型 MUSIC算法 分辨概率 均方根误差 

分 类 号:TB566[交通运输工程—水声工程]

 

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