基于相关法方位分析的水下主动目标尺度识别研究

水下目标识别技术是现代声纳系统与水声对抗的一个极为重要的组成部分。它是随着声纳技术、信号检测理论、计算机技术等的进步而发展起来的 ,目前有多种识别方法。由于水下目标回波亮点结构是重要的目标特征 ,因此对目标回波亮点时空特征的提取已成为水下主动目标识别的一种有效方法。文中研究了水下高频 ( 2 0～ 35 k Hz)主动声学目标的识别方法及仿真性能。首先基于水下潜艇目标回波的亮点空间方位特征 ,提出了水下目标回波多亮点方位估计算法。然后 ,研究了目标亮点视在方位的模糊特性 ,给出了舷角与空间视在目标张角的关系。最后 ,进行了仿真实验 ,结果表明 :相关法方位分析的水下主动目标识别算法抗噪声能力强 ,在 S/N =0 d B时仍能很好地完成目标识别功能 ;在近正横附近 ,在距离 5 0 0 m处仍可完成目标尺度识别功能 ;在舷角 70°～ 2 0°扇面有良好的尺度识别能力 ;采用复杂波形 ,复本相关处理后可得到目标亮点时域信息和亮点方位信息。     

短时互谱法目标尺度识别技术研究

讨论了基于水下高频 ( 2 0～ 3 5 k Hz)目标回波亮点的分裂波束目标尺度识别方法。提出了利用分裂波束双通道短时互谱算法提取水下目标亮点回波方位特征的算法 ,给出了目标回波方位走向的线性拟合估计及目标视在空间张角的估计方法 ,推导了目标视在张角估计方差 ,并进行了计算机仿真。仿真结果表明 :对于目标长度为1 0 0 m、发射信号 ( CW)的脉宽为 40～ 5 0 ms、舷角为 2 0～ 40°、信噪比为 1 0 d B时 ,分裂波束短时互谱法目标尺度识别性能良好     

水下目标回波信号的分形Brown运动随机特征矢量与分类

在研究水下目标回波信号的统计性质的基础上，给出以分形Brown运动小波均方展开式中随机系数的方差作为目标回波信号随机矢量特征，以模糊竞争网络作为分类器对目标进行分类的方法；并给出了该方法的计算方法和计算步骤。大量模拟计算结果和实测目标回波信号的分类结果表明，新方法具有较好的实时性和较高的识别率。     

双激励宽带水声换能器理论研究

如何有效提高水声换能器的工作带宽一直是水声界关注的热点，本文从理论上探讨了一种拓展水声换能器带宽的方法，对该类型水声换能器带宽影响较大的因素进行了详细的分析。仿真结果表明，通过调整中间质量块和后质量块的材料与尺寸可以有效地改善换能器的发射电压响应带宽。比较了有限元方法与传统一维（1D）等效电路方法，结果表明，传统1D等效电路方法也可以用来设计这种换能器，同时给出了设计该型宽带换能器的规律，对换能器设计人员有一定的参考价值。     

一种从混响背景中检测目标信号的新算法

本文针对海洋混响的特点,基于系统辨识理论,提出一种在非平稳混响背景中检测目标信号的新方法。通过计算机仿真,验证了该方法在不同条件下的有效性。     

修正空时自适应处理在水下自导系统中的应用

为了将空时自适应处理（STAP）抑制杂波的理论应用于水下环境,从而解决浅水抗混响问题,提出了应用于水下自导系统的修正空时自适应方法。结合雷达目标回波模型分析了空时自适应的原理;比较了雷达和水下自导系统目标回波模型,针对水下自导系统目标模型和混响空-时耦合项对空时自适应方法进行修正,并提出了应用空时耦合导向矢量进行空时处理;将该修正方法用于最优处理和目标检测。仿真结果表明,修正空时自适应方法有利于水下目标检测,应用空-时耦合导向矢量有助于提高目标方位估计能力。     

一种多模宽带水声换能器设计

随着水声信号处理技术的快速方展，需要从水声换能器获取更多的信息量，因而对水声换能器提出更高的带宽要求。本文设计了一种宽带纵振换能器，该换能器利用前盖板的弯曲振动与换能器的纵向振动耦合展宽频带。采用有限元方法模拟了换能器的电声特性，并制作了换能器样品。样品测试结果表明，换能器的带宽特性与模拟结果一致：发送电压响应级最大值139dB，-3dB带宽超过一个倍频程，且低频端小于15kHz。因此，该换能器具有低频、宽带、响应级高的优点。     

浅海多途环境下的水声跳频通信方法

浅海海域强多途传输引起的码间串扰严重影响了水声通信的性能，本文采用跳频方法来抗多途和码间串扰。除了采用以往的单一滤波接收处理方法，本文还采用了一种新的接收处理方法，即前置跳频滤波接收处理方法，与其他方法不同的是在信号接收系统的混频之前增加了可控的前置跳频滤波器，可以增强抗多途和码间串扰能力，并对此方法分别采用PN码和递增序列2种跳频序列进行仿真研究。仿真结果表明，采用递增序列的前置跳频滤波接收方法使误码率大大降低。当信噪比大于10dB，串扰信号与直达信号能量比小于0．6时，误码率可达10^-4。     

空时耦合项对空时自适应处理的影响

为了利用混响谱的扩展和空-时耦合特性,采用空时自适应处理(STAP)理论进行混响抑制和运动目标检测,提出了应用于水下声呐环境的空时自适应修正方法.结合雷达目标回波模型分析了空时自适应的原理;分析混响空-时耦合项,对空时自适应方法进行修正,并提出了应用空-时耦合导向矢量进行空时处理;将该修正方法用于最优处理和目标检测.仿真结果表明,修正空时自适应方法有利于水下目标检测,应用空-时耦合导向矢量有助于提高目标方位估计能力.     

气泡尺度分布及声特性研究

介绍一种估算气泡尺度和分布的方法,用该方法可计算出不同半径气泡的密度分布,在此基础上可深人了解并研究气泡的声学特性,具有重要的工程应用价值。