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声呐波束形成与阵列信号处理教程

共计 30 章节
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01
声呐系统与阵列信号处理概述
声呐方程 · 阵列信号处理在主动/被动声呐中的角色 · 典型应用场景与课程知识地图
声呐系统阵列信号处理概述
02
均匀直线阵与均匀圆阵的几何建模
阵元位置 · 方向向量 · 阵列流形定义与 MATLAB/Pyt…
均匀直线阵均匀圆阵的几何建…
03
窄带信号与阵列接收数据模型
复解析信号 · 窄带假设 · 阵列快拍模型与仿真数据生成
窄带信号阵列接收数据模型
04
波束形成基本原理与常规波束形成器
延迟求和 · 权向量设计 · 波束图定义与 CBF 仿真实现
波束形成基本原理常规波束形成器
05
阵列方向图与波束性能指标
主瓣宽度 · 旁瓣电平 · 阵增益
阵列方向图波束性能指标
06
均匀线阵的栅瓣与阵元间距设计
栅瓣成因 · 无栅瓣条件 · 稀疏阵列初步与设计案例
均匀线阵的栅瓣阵元间距设计
07
阵列分辨率与瑞利限
角度分辨率定义 · CBF 分辨率极限 · 与后续高分辨方法的对比分析
阵列分辨率瑞利限
08
自适应波束形成与 MVDR 准则
Capon 波束形成器推导 · 协方差矩阵估计 · 对角加载与仿真对比
MVDR自适应波束形成
09
MVDR 波束形成的稳健性分析
导向矢量误差 · 小快拍影响 · 稳健 MVDR 改进与性能评估
MVDR波束形成的稳健性…
10
LCMV 波束形成与多约束设计
线性约束最小方差准则 · 约束矩阵构造 · 干扰抑制仿真案例
LCMV波束形成
11
广义旁瓣相消器（GSC）结构
GSC 分解 · 阻塞矩阵设计 · 自适应权更新与实时处理流程
GSC广义旁瓣相消器
12
子空间类高分辨方法（MUSIC/ESPRIT）
信号子空间与噪声子空间 · 谱峰搜索 · DOA 估计仿真与性能对比
MUSIC/ESPRIT子空间类高分辨方…
13
最大信噪比与最大似然波束形成
MSNR 准则 · 确定性最大似然与随机性最大似然方法及…
最大信噪比最大似然波束形成
14
宽带波束形成与频域处理
宽带信号模型 · 频域波束形成 · 聚焦变换与仿真验证
宽带波束形成频域处理
15
时域宽带波束形成与分数延迟
时延补偿 · 分数延迟滤波器设计 · 时域实现与性能分析
时域宽带波束形成分数延迟
16
阵列误差校准与自校正技术
幅相误差 · 位置误差 · 校准方法（有源/无源）与仿真校正流程
阵列误差校准自校正技术
17
相干干扰与解相干处理
空间平滑 · 前后向平滑 · Toeplitz 重构与解相干仿真案…
相干干扰解相干处理
18
稀疏阵列与嵌套阵列设计
稀疏阵列概念 · 嵌套阵/互质阵 · 自由度分析与 DOA 估计仿真
稀疏阵列嵌套阵列设计
19
二维阵列与平面阵波束形成
矩形阵 · 圆阵 · 二维波束图
二维阵列平面阵波束形成
20
声呐中的匹配场处理（MFP）
海洋声场模型 · 拷贝场向量 · 匹配场处理器与定位仿真案例
MFP声呐
21
混响与干扰环境下的波束形成
混响统计特性 · 空时自适应处理初步 · 抗混响波束形成仿真
混响干扰环境下的波束…
22
波束形成中的优化方法
凸优化 · 稀疏约束波束形成 · 二阶锥规划与 CVX 实现案例
波束形成优化方法
23
基于神经网络的波束形成与 DOA 估计
数据驱动方法 · 网络结构设计 · 训练与测试流程
DOA基于神经网络的波…
24
实时波束形成系统实现
FPGA/GPU 加速 · 并行处理架构 · 延迟与吞吐量分析
实时波束形成系统…FPGA/GPU
25
声呐阵列信号处理实验设计
水槽实验 · 湖试/海试数据采集 · 实验方案与数据处理流程
声呐阵列信号处理…水槽实验
26
实测数据波束形成处理案例
数据预处理 · 波束形成 · 检测与跟踪全流程实战
实测数据波束形成…数据预处理
27
波束形成性能评估与对比实验
评估指标 · 蒙特卡洛仿真 · 算法对比与结果分析
波束形成性能评估对比实验
28
多目标与多波束处理
多波束形成 · 波束域处理 · 多目标 DOA 估计与跟踪仿真
多目标多波束处理
29
声呐图像处理与波束域成像
波束域成像原理 · 声呐图像生成 · 图像增强与目标检测
声呐图像处理波束域成像
30
课程综合项目
设计并实现一个完整的声呐波束形成与… · 包含仿真 · 性能评估与报告撰写
课程综合项目设计并实现一个完…