摘要：本文通过最小二乘原理设计出针对拷贝向量进行处理的矩阵滤波器,给出了其详细的推导过程。它可用于距离深度域上的预滤波,在抑制阻带干扰的同时,保证通带信号尽可能不失真。设计过程中发现根据最小二乘原理设计矩阵滤波器比二阶锥规划等其他寻优方法更快捷。最小二乘矩阵滤波器除了能在保证通带尽量不失真的前提下达到很好的阻带抑制效果之外,还可以在任意距离深度设定通、阻带,尤其适用于阵列在探测过程中抑制强干扰对于弱目标源的影响。

摘要：设计出基于拷贝向量处理的适用于宽带信号滤波的距离深度域矩阵滤波器。提出利用最小二乘原理将矩阵滤波器的设计问题转化为超定线性方程组求解问题,通过对线性方程组最小二乘解化简重构,得出最小二乘矩阵滤波器为期望拷贝向量矩阵与实际拷贝向量矩阵右伪逆的乘积。通过对宽带信号频谱中能量较高的频点进行采样处理,可以将矩阵滤波器应用于宽带信号处理。分别对垂直均匀线列阵接收到的窄带和宽带数据进行处理,发现宽带矩阵滤波器可以保证水听器阵在恶劣环境中更加有效地工作。相比于二阶锥规划矩阵滤波器,距离深度域最小二乘矩阵滤波器更快捷,滤波之后目标源与干扰源的相对幅度更大,有利于目标检测。

摘要：文中基于最小均方误差准则,推导出一种不涉及除法修改一阶复数滤波器权值的迭代算法,并以此为滤波单元,构造出有效抑制多个强单频干扰的矩阵型高阶复数滤波器,仿真表明,该复数滤波器能够自适应跟踪,并在权值迭代算法收敛后有效滤除扩频信号中的多个单频干扰。文中针对自适应滤波器硬件设计的重点部分给出了详细设计。

摘要：提出最小二乘矩阵滤波器设计方法,将矩阵滤波器设计问题转化为超定线性方程组求解问题,通过求最小二乘解,给出了最小二乘矩阵滤波器表达式,利用奇异值分解,给出了滤波器简化表达式和总体误差。系统分析了通带位置、通带宽度和阵元数对最小二乘矩阵滤波器效果的影响,为矩阵滤波器设计和应用提供了参考。

摘要：在任意传感器阵型恒定阻带抑制矩阵滤波器设计的基础上,全面讨论了影响恒定阻带抑制矩阵滤波器性能的因素。矩阵滤波器设计问题可转化为二阶锥规划问题,通过求解二阶锥规划及重排可得所需的矩阵滤波器。分析并得出阻带响应、通带位置、通带带宽及阵元数等因素变化对矩阵滤波器性能的影响,为矩阵滤波器的设计和应用提供了依据。

摘要：雷达声呐目标探测主要依靠多传感器的阵列数据,当前广泛使用的MUSIC算法是一种准确度较高的目标方位估计算法,但在小快拍数、低信噪比、小阵元数条件下,性能会受到较大影响。矩阵滤波技术用于阵列数据预处理,可有效提高目标方位估计性能。首先,考虑最小二乘矩阵滤波器的设计方案,分析通带中心位置对其性能的影响;其次,利用设计的最小二乘矩阵滤波器对阵列接收信号空域预滤波,之后利用MUSIC算法估计目标方位。通过仿真可知,利用矩阵滤波器对阵列数据预滤波,可有效改善后续目标信号方位估计性能。

摘要：针对拖线阵声纳平台噪声构成近场强干扰影响声纳弱目标探测的问题,利用近场平台噪声的多途传播特性及远场目标信号的平面波传播特性,将匹配场定位技术和平面波目标方位估计技术结合,利用平台噪声到达接收阵的拷贝向量以及平面波方向向量共同设计具有强干扰抑制功能的空域矩阵滤波器,实现了近场平台噪声抑制.设计两种最优化问题,获得不同的噪声抑制效果,给出它们的最优解,验证了解的正确性,找出解之间的关联.解释了平台辐射噪声在阵列端首方位附近构成强干扰的原因,同时解释了空域矩阵滤波后存在探测盲区的原因.由仿真可知,空域矩阵滤波处理可获得更小的探测盲区,同时获得盲区外更高的探测能力.

摘要：矩阵滤波技术是通过设计一个全局优化的空域滤波器,使得该滤波器对不感兴趣的区域响应尽可能小,对感兴趣的区域响应尽可能不失真,基于该原理可以消除阻带区域的干扰噪声,并且保留通带区域的弱目标信息,是一种比较实用的弱目标定位检测方法,但其定位精度受很多因素制约。本文首先介绍最小二乘矩阵滤波器的设计原理、匹配场噪声抑制原理及归一化通阻带误差的计算公式,然后针对矩阵滤波器应用于海底水平阵的方法,分别从声源频率、阵元个数和阵元间距3个方面分析研究影响海底水平阵性能的因素,总结出使滤波器能够达到比较好的滤波状态时的因素条件,进而提高滤波性能。

摘要：为了解决实船螺旋桨噪声测试分离难题,提出基于时域宽带矩阵空域滤波的实船螺旋桨噪声测试系统设计技术。通过分析舰船水下辐射噪声特性,将舰船等效为空间分布的多点辐射噪声源;结合水听器阵列空间滤波特性,设计能够满足宽频测试要求的水听器基阵测试系统;针对螺旋桨噪声分析需求,设计时域宽带矩阵空域滤波器组,抑制来自舰船其他部位声源干扰,实现实船航行状态螺旋桨部位噪声源有效时长的时域采样数据。仿真实例表明,所形成噪的声测试技术在信干比不小于-5.0 d B时,对螺旋桨噪声数据的时域宽带提取累计误差不大于2.0 d B。

摘要：矢量水听器能同时拾取声压和振速信息,在相同的信噪比、阵元数及阵列孔径下,矢量阵定向性能优于声压阵列。目前,以多重信号分类算法(Multiple signal classification,MUSIC)为代表的高分辨定向算法已经广泛应用于矢量水听器阵列中。但是随着信噪比降低、信号源方位间隔减小,传统MUSIC算法定向精度及分辨概率显著下降。本文采用最小二乘法设计适用于矢量水听器水平阵列的矩阵空域滤波器,用于阵列数据的空间滤波预处理,可以对阻带扇面噪声进行有效抑制。由滤波后的数据协方差矩阵可以得到新的噪声子空间,在传统MUSIC算法基础上修正通带扇面内阵列流型的畸变后即可得到滤波后MUSIC算法的方位谱。仿真结果表明,当信噪比较低时,改进算法有效提高了通带扇面内目标方位分辨性能。最后本文对四基元矢量水平阵列海试数据进行了处理,改进算法对窄带信号定向较常规算法-3 dB束宽减小了13°,旁瓣级降低约8 dB。对有一定带宽的行船辐射噪声定向处理得到了更加精确的航迹图,海试数据处理结果证明了该算法的可行性和有效性。