一种降维空域滤波矩阵的设计方法

为解决降维滤波矩阵设计存在的维数与滤波性能之间的矛盾,提出了一种结合K-L变换（Karhunen-Loeve Transform）降维空域滤波矩阵的设计方法.该文首先推导出了滤波矩阵较大特征值的数量取决于滤波矩阵通带带宽的规律,并利用阻带衰减给出了区分大小特征值的门限,进而通过向大特征值对应的特征向量矩阵投影的方法,获得最终的降维空域滤波矩阵.仿真实验证明,由该方法获得的降维矩阵具有与降维前接近的空域滤波能力.     

水声对抗系统干扰效果仿真研究

当前我国面临的海洋维权形势十分严峻,依法维护海洋权益的任务十分艰巨,迫切需要有效的海洋执法装备来提升海洋维权执法能力。本文主要研究水声对抗系统对侦听声纳实施干扰的效果,主要从有效干扰源级和有效干扰扇面两个方面进行了仿真分析,并研究了不同水文条件对干扰效果的影响。     

基于压缩感知的OFDM水声通信信道二次估计算法

该文主要研究OFDM水声通信信道二次估计技术,针对传统信道二次估计算法跟踪估计缓慢时变水声信道存在误码遗传的缺点,提出了一种基于压缩感知的信道二次估计算法。该算法结合水声信道的稀疏特性,利用经过编码校验后的大多数可靠信息,二次匹配追踪信道频域响应,作为系统均衡器的反馈输入信息和次时段信道初始信息,有效地抑制了系统的误码遗传。通过Matlab仿真实验和水池试验,验证了基于压缩感知的信道二次估计算法的可靠性和高效性。     

基于频域变采样的OFDM水声移动通信多普勒补偿算法

针对正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)在水声移动通信条件下存在对多普勒频偏敏感的缺陷,提出了一种基于频域变采样技术的多普勒补偿算法。利用移动通信条件下OFDM子载波正交性不变的特点,通过频域变采样实现对多普勒的快速补偿,并采用编码反馈校验技术跟踪系统多普勒变化,达到了OFDM移动通信条件下实时通信的目的。仿真和水池实验结果证实:频域变采样多普勒补偿算法不仅可以实时地跟踪通信载体运动变化,快速补偿多普勒,同时大幅降低了时域变采样多普勒补偿算法的计算量,降低了通信系统硬件平台复杂度。     

基于多途模型匹配的浅海噪声源聚焦定位方法

 本文在建立符合水声相干多途信道特点的阵列信号模型的基础上,提出了基于多途模型匹配的浅海噪声源聚焦定位方法.该方法在本质上利用了基于模型和数据匹配的相干处理思想,充分利用了多途信道信息,生成与实际声传播特性相匹配的空间聚焦导向矢量,从而有效克服了多途效应的影响,提高了定位精度.进而结合基于最差性能优化的稳健聚焦处理器设计方法,对空间聚焦导向矢量实施约束,并划归为具有单一非线性约束的二次最小化问题,求解最优权矢量,修正得到新的空间谱形式.通过对空间谱、定位误差、-3dB波束宽度及主峰与最大旁瓣比性能进行对比分析,讨论了约束参数选取与失配误差程度之间的关系,并证明了新算法在存在失配误差的情况下,可有效提高MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)高分辨算法的稳健性,保持较尖锐的谱峰及较强的背景起伏抑制能力.     

多分量线性调频信号的Wigner-Ville分布交叉项去除

针对多分量线性调频信号WVD（Wigner-Ville Distribution）检测中的交叉项问题,提出一种交叉项去除方法.利用自项和交叉项的频率特性,将WVD时频矩阵进行坐标旋转,在变换域上滤波去除交叉项.理论推导了矩阵旋转变换公式以及旋转后自项和交叉项的表达式,并且针对缓慢震荡的交叉项受滤波器性能限制不能完全去除的情况,提出能量加权的方法进行改进.仿真和实验结果验证,该方法不仅能够去除交叉项,且不会降低分辨率.     

基于振速测量的HELS方法声场重建研究

本文在Helmholtz方程最小二乘法(HELS)的理论基础上,提出水下基于振速测量的HELS方法声场重建模型,并对理想点源声场进行了重建结果分析,仿真结果显示在不同的测量距离上,尤其对于振速重建,基于法向振速测量的声场重建精度高于基于声压测量的声场重建精度;在发射不同频率声波时,基于法向振速测量的声场重建精度变化不大,说明该模型对于频率适应性强;为了分析该模型在实际应用中的性能,加入随机噪声分析,证明了振速模型抑制噪声的能力明显优于声压模型.仿真研究表明了该振速模型的正确性、可行性和重要性.     

基于矢量阵宽带MVDR聚焦波束形成的水下噪声源定位方法

该文研究了可应用于水下噪声源近场定位的矢量阵宽带MVDR聚焦波束形成方法,其中包括基于子频带分解的矢最阵非相干宽带聚焦波束形成(ISMMVDR-VFB)以及矢量阵相干宽带CSS-MVDR聚焦波束形成(CSSMVDR-VFB).两种方法将宽带MVDR高分辨方位估计方法及矢量阵信号处理技术与聚焦波束形成相融合,较常规聚焦波束形成具有更高的分辨力和更低的旁瓣级,能解决"左右舷模糊"问题并提高处理增益.与非相干算法ISMMVDR-VFB相比,CSSMVDR-VFB采用聚焦变换思想,可直接处理相干宽带信号,对于实际水声信号具有更高的适用性.最后通过对研究方法的空间谱仿真分析证明了其正确性和有效性.     

多波束测深系统中的海底地形可视化技术研究

针对直接使用大数据量的离散深度数据实现海底地形可视化时,基于不规则三角网的海底地形建模速度慢、稳健性低的问题,提出一种联合矢积测试的子网合并双向缝合算法,设计了一种基于二叉树的动态分块合并机制。该算法能够避免相交三角形或线形三角形的产生并使缝合后新生成的初始三角形形状趋于最优,提高了子网合并速度与整个构网程序的稳健性,实现了基于快速Delaunay构网的海底地形建模和三维可视化。实验结果表明,该算法能够明显提高子网合并速度与程序稳健性,适用于大数据量离散测深数据的海底地形绘制。     

海底黑烟囱的声学探测方法研究

研究了海底黑烟囱的声学特性,建立相关的仿真模型,说明了利用声学回波探测海底黑烟囱气幕的机理。介绍了模拟水池实验研究,通过实验结果表明,利用回波起伏强度变化探测水下气幕是有可能的。