[实用新型]基于非圆信号和夹角可调阵的水下DOA估计装置

摘要

本实用新型公开了一种基于非圆信号和夹角可调阵的水下DOA估计装置，该估计装置在接收模块中采用夹角可调的二维线阵，这种阵列能够进行灵活测量，通过改变二维线阵之间的夹角进行多次测量，可以达到提升估计性能的目的。为了克服水声环境中信号衰减的问题，通过将非圆信号应用到水下DOA估计中，采用了基于非圆信号的NC‑ESPRIT算法，以提升估计性能；为了消除声速影响造成的估计偏差，采用声速无关的一维DOA估计表达式，从而提升了水下DOA估计精度。综上，本实用新型采用了夹角可调的二维均匀阵列，同时结合非圆信号的优点，并根据水下环境进行了声速无关的优化，估计精度高，具有较强的实用性。

主权项

1.一种基于非圆信号和夹角可调阵的水下DOA估计装置，其特征在于，所述的估计装置包括数据处理与控制模块、发射模块、接收模块、输出模块和电源模块；所述的接收模块包括2个以均匀间距摆放的超声波探头阵列、步进电机和步进电机驱动电路，其中，2个以均匀间距摆放的超声波探头阵列分别为线阵1和线阵2，线阵1排布于坐标系x轴上保持固定，线阵2安装到步进电机上，由步进电机带动并以坐标轴原点在XOY平面上旋转，实现两线阵夹角调节；所述的数据处理与控制模块包括一对A/D、D/A转换器和一个处理器，分别与其他模块相连，控制发射模块，使发射模块发射指定的信号；控制接收模块的夹角可调线阵，使线阵1保持固定，线阵2以连接点为中心分别在平面进行旋转，并转至设定值；同时能够对接收模块传过来的信号进行处理，计算出一维波达方向角，然后将结果传输至输出模块；所述的发射模块包括一个阻抗匹配电路和一个超声波发射探头，通过D/A转换器与处理器相连，并根据处理器发出的指令发射指定的信号；所述的输出模块包括一个USB接口和一个显示器，并且与数据处理与控制模块和电源模块相连，能够提供人机交互，将数据处理与控制模块中处理完毕的数据通过USB接口输出到外部装置或者在显示器上显示出来。