本发明涉及基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，属于水声目标方位估计领域。
背景技术：
1、水下目标的目标方位估计是水声探测领域的一个重要研究内容，它的主要目的是通过水听器阵列对水声信号进行处理分析，可以在对有用信号进行增强的同时抑制噪声与干扰，并对目标的入射角度进行估计。其核心任务是通过各种技术手段提高入射信号的参数估计性能，如方位估计精度、空间分辨力和算法复杂度等。
2、传统的cbf(conventional beamforming)方法在进行方位估计时，由于对目标相位信息未进行充分利用，造成对目标的空间分辨力差，并使信号的旁瓣较高。
技术实现思路
1、针对现有水下目标的目标方位估计中未充分利用目标相位信息，造成对目标的空间分辨力差的问题，本发明提供一种基于相位加权波束形成的目标方位估计方法。
2、本发明的一种基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，包括，
3、建立水听器阵列的阵列接收信号表达式，结合cbf算法的加权矢量，采用cbf算法对阵列接收信号进行相位补偿，得到阵列合成波束；
4、同时计算阵列接收信号的协方差矩阵，再结合加权矢量计算cbf算法在扫描方向的cbf功率谱；
5、计算阵列合成波束的相位值，并计算阵列合成波束的均值，再基于均值计算方差；
6、由方差计算得到标准差，将计算得到的标准差分别减去标准差的最小值，得到处理后标准差；
7、再利用处理后标准差计算阵列接收信号在扫描方向的权函数；利用权函数对cbf功率谱进行加权，得到相位加权波束形成功率谱；
8、根据相位加权波束形成功率谱的峰值进行目标方位估计。
9、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，阵列接收信号表达式的建立方法为：
10、设定水听器阵列包括m个阵元，m个阵元均匀直线排布；二维平面内k个远场平面波入射到水听器阵列；第m个阵元相对于参考阵元的入射信号时延差τkm为：
11、m＝1,2,3,…m，k＝1,2,3,…k，
12、式中d为相邻阵元间距，为第k个远场平面波入射角，c为水下声速；
13、以第一个阵元为参考阵元，则第m个阵元的接收信号为xm(t)：
14、
15、式中sk(t)为第k个远场平面波信号，t为时间，nm(t)为第m个阵元接收到的噪声；
16、则阵列接收信号x(t)为：
17、
18、式中ω0为入射信号的中心角速率。
19、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，阵列接收信号的加权矢量表示为w(θs)：
20、
21、式中θs为扫描方向。
22、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，采用cbf算法对阵列接收信号进行相位补偿，得到阵列合成波束y(t)：
23、y(t)＝w(θs)hx(t)。
24、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，协方差矩阵表示为r：
25、r＝e[x(t)xh(t)]，
26、式中e表示协方差计算。
27、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，在扫描方向的cbf功率谱表示为pcbf(θs)：
28、pcbf(θs)＝w(θs)hrw(θs)。
29、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，阵列接收信号在扫描方向的权函数表示为g(θs)：
30、g(θs)＝sinc42d(θs)，
31、式中d(θs)为处理后标准差。
32、根据本发明的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，相位加权波束形成功率谱表示为ppwbf：
33、ppwbf＝g(θs)·pcbf。
34、本发明的有益效果：本发明方法针对水下自主平台搭载的小尺度阵利用阵列接收相位信息进行目标方位估计。
35、本发明方法基于水声目标探测的实际需求，在常规波束形成方法的基础上，提供了相位加权波束形成算法(phase weighted beamforming,pwbf)，它利用阵列接收相位信息在扫描方位对直接采用cbf算法得到的功率谱进行加权实现目标方位估计，利用了阵列相位补偿后的相位信息，可以在保持cbf算法鲁棒性和保留阵列相位信息的同时提供更高的空间分辨力和更低的旁瓣。
1.一种基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，采用cbf算法对阵列接收信号进行相位补偿，得到阵列合成波束y(t)：
5.根据权利要求4所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，协方差矩阵表示为r：
6.根据权利要求5所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，在扫描方向的cbf功率谱表示为pcbf(θs)：
7.根据权利要求6所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，阵列接收信号在扫描方向的权函数表示为g(θs)：
8.根据权利要求7所述的基于相位加权波束形成的目标方位估计方法，其特征在于，相位加权波束形成功率谱表示为ppwbf：
