基于二阶锥的矢量阵宽带恒定束宽稳健设计：一种新型航空声纳解决方案

本文主要探讨了2011年发表在《西北工业大学学报》的一篇论文，标题为"基于二阶锥的扩展式矢量阵宽带恒定束宽稳健性设计"。作者们针对未来航空声纳面临的复杂探测环境，提出了一个创新的设计方案，即使用低频八臂扩展式矢量阵进行宽带恒定束宽波束形成。传统的声压水听器和基阵存在诸多局限，而矢量水听器的引入为设计更小、性能更高的声纳基阵提供了可能。 论文的核心内容是采用二阶锥优化理论，这是一种强大的数学工具，特别适用于解决优化问题。通过利用矢量传感器的组合优势，作者设计出了一种能够满足稳健性要求的低旁瓣期望波束。接着，他们进一步利用二阶锥方法来设计出具有宽带恒定束宽特性的波束，有效地解决了波束的稳健性、低旁瓣泄露和宽带保持稳定性的问题。对于基阵位置误差，这种设计表现出明显的优点，即在面对实际应用中的不确定性和噪声干扰时，依然能保持稳定的性能。 研究的关键点在于将二阶锥规划方法扩展到矢量阵的波束优化设计，尤其是在稳健性方面。这与之前针对声压阵的波束优化设计有所不同，它填补了现有文献在这方面的空白。通过八臂扩展式矢量水听器阵列结构，论文构建了一个数学模型，如图1所示，展示了如何将电缆和水下环境集成到设计中。 该研究不仅关注波束形成的技术改进，还考虑了系统的实际应用需求，如宽带信息传输和目标识别能力的增强。文章的关键词包括波束形成、矢量传感器阵、声纳、最优化、宽带恒定束宽和稳健性，这些关键词揭示了论文的核心研究领域和技术挑战。 总结来说，这篇论文通过对矢量阵的深入分析和优化设计，为航空声纳在复杂环境中提供了一种高性能且具有稳健性的宽带恒定束宽波束形成解决方案，为未来的声纳技术发展做出了重要贡献。