基于LAS码与混沌的水下LPI波形设计

鉴于水下探测对低截获概率（LPI）波形特性的需求,将混沌序列连续化后用以相位调制得到基本波形,然后用大区域同步（LAS）码对其分别作脉内、脉间调制设计出2种新波形,借助其模糊图的零延时切面和零频移切面直观比较了新波形与连续波（CW）、线性调频（LFM）、二进制相移键控（BPSK）、Costas等4种典型水下探测波形的分辨特性,并通过时间分辨常数和频率分辨常数作出量化分析。模糊图的非零频移切面被用以理想背景下各波形的多普勒敏感性比较,并通过Q函数进一步比较了它们的抗混响能力。对比分析表明,新设计的2种波形具有出色的距离分辨率和多普勒容忍性,且在整个实际所需探测速度范围上有很强的抗混响能力。     

基于分数阶傅里叶变换的混响抑制方法研究

线性调频( LFM)信号是声呐中一种常用信号。利用LFM信号在分数阶傅里叶变换( FRFT)域的良好聚焦性,提出了一种基于FRFT的混响抑制算法,在此算法中,通过分数阶Fourier域的窄带滤波来去除混响。对实测混响数据和LFM信号的分离效果进行了仿真,分离前后信混比得到了较大提高。     

一种混响中高速运动目标检测方法

水下主动探测不可避免的受到混响的干扰,运动目标在匀加速运动时,单频发射脉冲的回波信号经过距离压缩后可视为一个线性调频(LFM)信号,根据这些特点,利用分数阶傅立叶变换(FRFT)对LFM信号进行能量聚集性,并将4阶累积量作为后置处理算子抑制混响,研究了基于分数阶傅立叶变换的4阶累积量切片算法(FRFT-FOMCS),检测了混响中的高速运动目标,对实测混响数据和LFM信号进行了仿真,结果表明,该算法能够在混响背景中有效地检测和识别运动目标回波.     

浅水低频主动声呐数据的探测和跟踪技术

低频主动声呐(LFAS)系统受到浅海海域混响的影响。声音与海底的相互作用引起大量的声呐接触,从而导致高虚警率。提出了一种能够减少由静止物体或噪音引起的声呐接触的分类运算法则,该分类运算法则用于收集海上试验数据。运用接收器工作特性曲线来评价该运算法则的性能。此外,在对数据进行分类计算前后,采用多假设跟踪算法处理。     

浅海混响扩展的空时2D分布与混响抑制

从不同锥角入射的浅海混响,造成具有空时耦合特性的多普勒的扩展,在频域形成一定带宽的干扰,对鱼雷目标检测性能有极大的影响.研究了混响在频域上的扩展程度.得出了这种扩展在空时2D平面具有特定形式的结论,因此单纯从频域处理出发,利用多普勒进行混响抑制效果不是很理想,需联合考虑空域与频域上的混响抑制方法.在此基础上研究了空时最优处理方法在主动声自导鱼雷中的应用,通过压低旁瓣减少旁瓣区混响和自身多普勒零陷抑制主瓣混响等措施对传统方法进行了改进.仿真数据处理表明,2种方法均能较好的抑制混响,其中改进方法因计算量较低易于实时实现.     

水中主动声探测仪的最佳工作频率研究

从提高水中主动声探测仪信噪比的角度出发,根据水中主动声探测仪的具体应用实际.给出了回波、噪声和混响的数学表达式,建立了求解水中主动声探测仪最佳工作频率的数学模型.并通过作图法求解,得出了在不同的混响与噪声比情况下水中主动声探测仪的最佳工作频率的表达式,并进行了水下试验.结果表明.最佳工作频率随着混响与噪声比的增大而增大.     

一种反水中无人平台的新型水雷

反水中无人平台水雷类似空中反辐射导弹,是一种探测无人水面舰艇(USV)和无人潜航器(UUV)平台上发射的主动声呐信号,并根据主动声呐信号对平台目标进行跟踪、定位,发射战斗部进行自主攻击的水雷。可打击进行情报收集、侦察、环境勘测、巡航攻击等搭载主动声呐设备的各型USV、UUV平台,也可打击搭载主动声呐设备的各种猎雷具和扫雷舰艇,用于保护重要海域、基地、港口、岛礁和水雷雷阵。     

基于时变滤波器的线性调频干扰抑制

为提高伪码调相脉冲多普勒引信抗线性调频(LFM)干扰性能,将基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的自适应时变干扰抑制滤波器应用到伪码调相脉冲多普勒引信中,用来对LFM干扰进行抑制.干扰抑制的效果与LFM信号参数的估计精度有关,为解决计算量与估计精度的矛盾,采用先大步长、后小步长两步估计法.仿真结果表明自适应时变干扰抑制滤波器显著改善了伪码调相脉冲多普勒引信的相关输出.     

混响背景下的声自导系统空时最优处理

混响是鱼雷主动自导背景干扰的一部分,也是限制鱼雷自导主动检测目标的主要因素。浅海环境下,海底和海面的界面混响干扰尤为严重,直接影响鱼雷主动回波信号的目标检测结果。本文针对不同入射角度混响多普勒变化,分析了自导系统在运动过程中接收混响信号的空时2D特性,研究了空时2D功率谱的实现方法。通过仿真分析最优处理器的2D频响输出和最优处理器的输入输出信混比,证明了该方法抑制混响的有效性,同时研究了空时自适应处理技术的评判标准,分析了阵元数变化对最优处理器改善因子的影响。     

基于离散分数阶傅里叶变换的水下动目标线性调频回波检测算法的研究

水下动目标径向速度造成的回波和样本之间失配导致匹配滤波器对于线性调频( LFM)信号的检测性能下降。利用分数阶傅立叶变换对LFM信号的聚焦特性，提出一种基于离散分数阶傅立叶变换的水下动目标LFM回波检测算法。该算法与零速样本匹配滤波检测算法相比受目标径向速度影响较小，并且理论分析表明在目标回波存在的情况下，这两种算法输出的峰值位置之间存在数学关系。利用该数学关系本文算法同样可以估计目标距离。仿真和实验数据分析表明：本文算法在强混响噪声背景下对于径向速度未知动目标LFM回波昀检测性能优于或相当于零速样本匹配滤波。     

一种基于双极性脉冲信号的沉底及掩埋小目标探测方法

针对沉底及掩埋小目标探测需求,设计低频双极性脉冲信号,提出基于双极性脉冲信号的空间与时间（简称空时）联合探测方法。分别从频谱、模糊度函数分析探测信号,根据声纳方程分析探测沉底及掩埋目标信混比情况,并搭建试验平台,完成了探测沉底小目标的试验验证。理论分析、仿真计算及试验结果表明：低频、窄波束、小掠射角方式有利于探测沉底及掩埋小目标;低频双极性脉冲信号及空时联合探测方法作为一种新型探测信号及处理方法,可提高沉底及掩埋小目标的空间分辨能力及混响抑制性能。     

基于海豚whistle信号的仿生主动声纳隐蔽探测技术研究

为解决主动声纳系统易暴露、隐蔽性差的问题,提出一种基于海豚whistle信号的仿生主动声纳隐蔽探测技术。在发射端将线性调频探测信号隐蔽在海豚whistle信号中,设计了一种主动声纳的仿生隐蔽探测信号,该信号与海洋中的海豚哨叫声十分相似,可以利用海洋中的生物环境噪声实现主动声纳的隐蔽探测。在接收端选用自适应相关器作为主动声纳的时域处理器,自适应相关器对海洋环境有较强的匹配适应能力,可以自动匹配海洋信道,有效抑制多途扩展损失,相较匹配滤波器有更高的信噪比处理增益,有助于实现远距离探测。仿真和海试结果表明,基于海豚whistle信号的仿生主动声纳隐蔽探测技术具有良好的隐蔽性和有效性。     

脉间伪随机二相码与线性调频复合调制探测系统

提出了一种新的脉间伪随机二相码和线性调频复合脉冲串雷达信号,分析信号复合形式、信号频谱、模糊函数以及距离自相关函数特性。详细阐述了复合探测系统的实现原理,推导了各个阶段的信号形式,分析了复合探测系统多普勒信号的特点及其对相关输出的影响。最后分析其距离／速度分辨率、模糊特性和距离截止特性。结果证明这种复合探测系统具有很好的脉冲压缩性能、距离截止特性及其它雷达信号不可替代的优越性。     

线性调频信号特性分析

首先分析了线性调频信号的时频特点、脉冲压缩的基本原理及脉冲压缩后距离旁瓣的抑制；在此基础上分析了运动目标回波的脉冲压缩原理；最后介绍了线性调频脉冲压缩系统的时域和频域实现方法，比较分析了两种方法的计算量。     

混响背景下主动探测声纳性能预报

根据主动声纳方程,进行了混响背景下主动探测声纳的性能预报,讨论了主动探测声纳工作频率对作用距离的影响,比较了不同混响反向散射强度下主动探测声纳作用距离的变化情况。分析结果表明,混响背景下主动探测声纳的作用距离随频率的降低而减小;随着混响反向散射强度的减小,主动声纳性能增强,作用距离增大,这对工程实际中更好地选取主动声纳参数,进而提高主动探测声纳性能具有一定的参考意义。     

双基地声纳混响建模分析

在浅海环境下,混响是影响双基地声纳系统性能的主要因素,基于双基地声纳的几何特点,对接收端的混响进行了建模,并在接收端具有指向性的条件下,得出了混响面积以及接收端信混比的计算公式,对不同条件下接收端的混响强度以及信混比的变化进行了仿真分析,得到了不同条件下双基地声纳接收混响强度与收发位置、信号脉宽以及接受指向性的关系。     

远程鱼雷目标主动声纳探测性能分析

以潜射鱼雷的浅海作战应用为背景,结合3种典型水文条件,计算了鱼雷舷侧阵声纳对中频主动声纳信号的作用距离和测向误差。计算结果表明,在潜艇反舰作战中,利用水面舰艇发射的主动声纳信号,潜射鱼雷的舷侧阵声纳可实现目标的远程被动探测;而当目标可探测时,鱼雷舷侧阵声纳具有较高的目标测向精度,一般可满足鱼雷远程自导导引对测向精度的要求。     

基于分数阶Fourier变换的远程水声通信技术研究

针对水声通信中所采用的窄带信号传输距离近和抗干扰能力不足的问题,提出一种采用线性调频( LFM)作为载波信号,采用分数阶Fourier变换作为解码方式的水声通信方案.该方案采用在时域进行LFM信号的码元分割,在分数阶变换域借用脉冲位置调制(PPM)进行解码的方法进行通信,并通过Rake接收机进行路径分集接收抑制水声信道...