尺寸约束下圆环阵MIMO声呐阵型设计和波束优化

作     者：伍镜蓉 刘雄厚 樊宽 孙超 杨益新 WU Jing-rong;LIU Xiong-hou;FAN Kuan;SUN Chao;YANG Yi-xin

作者机构：西北工业大学航海学院陕西西安710072 

基　　金：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) 

出 版 物：《水下无人系统学报》 (Journal of Unmanned Undersea Systems)

年 卷 期：2018年第26卷第5期

页      码：415-420页

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。

主 题 词：MIMO声呐 圆环阵 虚拟平面阵 阵型设计 波束优化 

学科分类：082601[082601] 082403[082403] 08[工学] 0826[工学-生物医学工程类] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.11993/j.issn.2096-3920.2018.05.006

馆 藏 号：203394233...