Improved Underwater Single-Vector Acoustic DOA Estimation via Vector Convolution Preprocessing

doi:10.3390/electronics13091796

Improved Underwater Single-Vector Acoustic DOA Estimation via Vector Convolution Preprocessing

2024-05-06

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DOI：10.3390/electronics13091796

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基于水下声矢量传感器（UAVS）的远程被动声纳检测因其在测量全声场信息方面的优势而受到越来越多的关注。然而，到达方向（DOA）的准确估计仍然是一个具有挑战性的问题，尤其是在低信噪比（SNR）条件下。本文基于单矢量声预处理模型，提出了一种新的基于卷积（COV）的单矢量声预处理方法。考虑到经典单矢量声DOA估计方法的理论分析，预处理原理可描述为“在等幅增益和相位响应约束下实现增强的降噪性能”。我们的COV方法能够自然地保证这一点。此外，在考虑高斯噪声下弱信号检测的最优线性信号处理时，提供了与匹配滤波（MF）预处理相关的上限。数值分析表明，无论是基于矢量阵列信号处理的方法还是基于强度的方法，所提出的预处理方法均具有有效性。在南海进行的实验验证进一步证实了该方法在实际应用中的有效性。这项工作为提高低SNR条件下水下远程矢量声DOA估计奠定了坚实基础，并为未来的研究工作提供了重要指导。

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