圆柱阵主动声纳混响抑制方法研究

圆柱阵主动声纳混响的强非均匀性,会降低空时自适应处理的性能。对圆柱阵主动声纳混响的空时二维分布特性以及混响数据的非均匀性进行分析,在此基础上研究了基于修正的角度-多普勒补偿(Modified Angle-Doppler Compensation,MADC)和导数更新技术(Derivative Based Updating,DBU)的降维自适应处理方法在圆柱阵声纳混响抑制中的应用。仿真结果表明:这两项技术可降低混响的非均匀程度,对运动中的圆柱阵主动声纳有较好的混响抑制效果,其性能更接近最优处理。     

一种共形阵主动声纳空时自适应混响抑制方法

运用平台自身运动补偿技术无法完全消除由空域锥角引起的多普勒扩展,因此影响主动声纳探测性能。因此为了提高鱼雷共形阵主动声纳混响抑制能力,文中对空时二维自适应抑制混响方法进行了研究,并分析了混响多普勒频率与空域锥角余弦存在特定关系,在此基础上进一步研究了以多普勒处理为基础的空时降维自适应处理方法(时空级联处理方法)在主动声自导鱼雷中的应用。仿真研究表明:时空级联处理方法在处理性能接近最优处理,同时,处理速度明显快于最优处理。因此,在鱼雷中远程主动自导中,空时二维自适应混响抑制方法具有研究价值。     

宽带体制下混响和目标空时分布特征研究

传统的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)利用窄带混响和目标在空时平面的可分辨特征抑制窄带混响。对宽带混响和目标在空时平面分布特征进行研究,并通过理论推导,得出带宽对混响和目标空时分辨特征的影响公式。结果表明:宽带混响和目标在空时平面分布特征部分重叠,导致传统STAP效果不佳。在此基础上,借鉴STAP思想,并利用线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号在分数阶Fourier变换域上的聚焦性,分析了在空-分数阶Fourier域三维空间上抑制宽带LFM混响的可行性。     

浅海水平线阵接收海底混响序列仿真

混响序列仿真作为海上实验的替代手段,可为声呐设计及抗混响技术研究提供数据支撑。借助简正波理论研究海底散射声场,将海底散射场视为海洋传输网络形成的传递函数,在此基础上将海底散射微元按方位角均匀划分,依据阵元间的相位关系给出了水平线阵接收海底混响序列的仿真方法。以负梯度浅海环境为例进行了混响仿真,并对仿真序列的频谱特征、统计特征、空间相关特征进行了验证,结果表明该方法获得的混响序列特性与理论预测相符,可以为抗混响技术研究提供参考。     

收发分置式声纳系统混响仿真方法

给出了收发分置式声纳系统混响的一种仿真方法,首先推导出收发分置式声纳系统的体积混响、海面混响、海底混响的等效平面波混响级公式,并由等效平面波混响级公式计算出平均声强度衰减规律,与由声线法计算平均声强度衰减规律相比,仿真实现时计算更简单。并对仿真结果进行了平均混响强度衰减规律分析和统计特性与时间相关特性检验,与理论值相比较具有一致性,为收发分置式声纳系统的目标检测、信息传输技术研究提供理论依据。     

带障板圆柱阵的指向性特性

本文给出了通用性较强的适于工程计算的带障板接收圆柱阵空间指向性函数的数学模型;稍作限制,此模型也适用于发射圆柱阵。同时给出了具有不同障板形式的圆柱阵指向性函数的表达式。最后用一实例,证明了本文提出的数学模型的实用性。     

基元振幅不一致性对圆柱阵指向性特性的影响

专门讨论了基元振幅不一致性对圆柱阵指向性特性的影响。圆柱阵母线上基元的不一致性对圆柱阵水平指向性毫无影响;圆柱阵垂直指向性主要取决于母线的指向性,因而能用线阵的布阵设计来预估圆柱阵垂直指向性特性。     

基于时-空离散化的海底混响时间序列仿真方法

以海底混响为研究对象,提出了一种混响仿真时通过时空离散化处理降低计算量的方法.以混响的点散射模型为基础,海底混响认为是海底散射体对发射信号的响应,用线性网络对其进行描述,得到冲击响应函数.通过对冲击响应函数时间离散射化处理,相应的对海底进行空间区域划分,进而把散射体散射信号叠加时的叠加总数转化为时间域离散化之后的时间段...     

基于时空级联自适应的多频信号混响抑制方法

针对使用多频信号的高速运动的前视主动声纳,对运算量小、较为实用的降维空时自适应抑制混响方法进行了研究,分析得出多频信号的混响空时二维分布特性,在此基础上提出了基于时空级联自适应处理非相干叠加多频信号混响抑制方法,仿真实验研究表明：该方法具有较好的多频信号混响抑制性能,而且大大降低了系统的维数和运算量,便于实际工程实现。     

混响背景下主动声纳接收信号的可分离性探讨

混响背景下主动声纳的接收信号是否具有可分离性是盲分离在主动声纳抗混响中获得应用的前提条件。在建立混响背景下的接收信号模型的基础上,通过模型中源信号间相关性的分析,提出了一种接收信号是否具有可分离性的判断准则：在绝大多数时延条件下相关系数很小的发射信号,其混响背景下的接收信号具有可分离性。通过主动声纳的两种发射信号（CW和LFM）的仿真和海试实验研究对这一准则的可行性进行了检验。对于符合可分离性判断准则LFM信号,实验结果验证了其混响背景下接收信号的可分离性。     

混响背景下应用岭回归对角加载的空时处理方法

研究了空时自适应联合处理方法在主动声纳领域的应用.针对有限空时快拍数影响最优空时滤波器性能的问题,利用Capon谱估计器与最优窄时处理器表达式的相似性,提出将岭回归(Ridge Regression)对角加载方法推广到空时联合自适应处理中.仿真结果表明,新的对角加载方法提高了基于样本协方差矩阵求逆法的空时滤波性能,能够...     

主动声呐阵元信号监测仪系统的开发

介绍了一种基于信号处理机的主动声呐阵元信号监测仪系统,该系统具有基阵阵元测试、声学谱级测量、指向性测量、幅相一致性测量和混响级测量等功能。首先介绍了该系统的硬件平台、软件平台及主要功能,之后详细介绍各主要模块的设计流程及实现,最后给出实录信号分析结果,应用情况表明该系统稳定可靠,使用便捷,功能全面,可明显提高主动声呐设备的研发速度和试验的效率。     

声纳信号抗混响能力和声兼容性分析

作为主动声纳系统设计的三大要素之一,主动声纳波形设计在主动声纳系统设计中占有重要的地位。主动声纳信号波形不仅决定了接收信号的处理方式,还直接影响到系统的分辨率、测量精度、抗干扰能力以及目标跟踪性能等各个方面。利用信号的Q函数和互模糊度函数,研究信号的抗互相能力和声兼容性能。并通过实际的海试数据分析,验证了这种分析方法的可行性、有效性和正确性。     

一种最佳空间滤波器在圆柱型基阵上的实现

根据最佳空间滤波器的数学表述,在圆柱型基阵上实现了最佳空间滤波器。研究了目标附近数个干扰源存在情况下弱信号检测及干扰的抑制效果。表明在圆柱型基阵上最佳空间滤波器能够有效抑制多个干扰、完成弱信号检测。设计的最佳空间滤波器实现方法可以方便地在圆柱型基阵上实现。