均匀双圆环阵虚拟成阵方法研究任笑莹1,王英民1,张立琛2,王奇1,廉杰1(1.西北工业大学航海学院,陕西西安,710072;2.中国船舶集团有限公司系统工程研究院,北京,100094)摘要:针对在航空声呐系统有限空间内双圆环阵因孔径受限而导致的目标分辨力和空间分辨率不足的问题,提出了一种可以实现双圆环阵孔径扩展的虚拟成阵方法。该方法利用双圆环阵模态域信号模型和双直线阵阵元域信号模型之间的关系,设计了采样矩阵和相位旋转矩阵,将均匀双圆环阵转换为均匀双直线阵。考虑了实际双圆环阵中的阵元位置误差、阵元间耦合、观察角度误差等的影响,利用最小二乘准则提出了一种将实际双圆环阵近似转换为均匀双直线阵的优化模型,并给出了迭代求解方法。与合成孔径方法相比,该方法是对基阵阵列流形的一种预处理,对使用过程中基阵的运动特性没有特殊要求;与模态域转换方法相比,该方法可以体现目标双直线阵的阵元间隔和两线阵间距,充分利用了双直线阵相对于单直线阵的优势。仿真实验和水池实验结果表明,双圆环阵的孔径得到了扩展,虚拟阵波束图比双圆环阵波束图的主瓣更窄且旁瓣更低,有效提高了目标分辨力和空间分辨率。关键词:双圆环阵;虚拟成阵;孔径扩展;空间分辨率;目标分辨力中图分类号:TJ630.34;U674文献标识码:A文章编号:2096-3920(2023)05-0735-11DOI:10.11993/j.issn.2096-3920.202206012ResearchonVirtualArrayTransformMethodofUniformBicircularArrayRENXiaoying1,WANGYingmin1,ZHANGLichen2,WANGQi1,LIANJie1(1.SchoolofMarineScienceandTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China;2.CSSCSystemsEngineeringResearchInstitute,Beijing100094,China)Abstract:Inordertosolvetheproblemofinsufficienttargetdiscriminationandspatialresolutioncausedbythelimitedapertureofabicirculararrayintheaerialsonarsystem,avirtualarraytransformmethodthatcouldexpandtheapertureofthebicirculararraywasproposed.Intheproposedmethod,therelationshipbetweenthesignalmodelofthebicirculararrayinthemodaldomainandthatofthedoublelineararrayinthearrayelementdomainwasanalyzed,andthesamplingmatrixandphaserotationmatrixweredesignedtotransformtheuniformbicirculararrayintoauniformdoublelineararray.Then,theeffectsofarrayelementpositionerror,mutualcouplingbetweenarrayelements,andobservationangleerrorintheactualbicircu...
