水下環(huán)境信息識別與傳輸技術(shù)研究.pdf

1、近幾十年來，水聲探測技術(shù)對我國軍事和民用領(lǐng)域方面的影響變得越來越大，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測作為水聲領(lǐng)域的重要分支，目前的發(fā)展仍然存在一定的局限性。本課題主要研究對水下環(huán)境中的近距離目標(biāo)進(jìn)行測速、測距和測向的方法。探測信號采用混調(diào)頻水聲信號并結(jié)合分?jǐn)?shù)階傅里葉變換和陣列信號處理技術(shù)對回波進(jìn)行信號處理。
　　本文首先對水下環(huán)境的基本狀況進(jìn)行分析，研究聲波信號在水聲信道傳播過程中的背景噪聲干擾、多普勒效應(yīng)。通過理論分析線性調(diào)頻信號的特性，推廣得到混

2、調(diào)頻信號這種新型的探測信號，并對信號性質(zhì)及探測性能進(jìn)行研究。其次，對分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的原理進(jìn)行研究，并基于研究線性調(diào)頻信號分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的基礎(chǔ)上，對混調(diào)頻信號的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換性質(zhì)進(jìn)行研究，得出其最佳分?jǐn)?shù)階變換階次，并利用最佳階次進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算得到回波信號的調(diào)頻率參數(shù)和尺度變換因子，然后根據(jù)多普勒效應(yīng)的原理，可以對水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行速度參數(shù)估計(jì)。接著根據(jù)混調(diào)頻信號在分?jǐn)?shù)階傅里葉變換域內(nèi)會(huì)形成沖激的特點(diǎn)，提出利用回波信號在最佳分?jǐn)?shù)階傅里葉變

3、換階次下對應(yīng)的分?jǐn)?shù)階域的聚焦點(diǎn)坐標(biāo)對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)距離參數(shù)進(jìn)行估計(jì)的方法。最后，對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行方位角度估計(jì)主要利用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換對回波信號進(jìn)行處理并濾波分離，再對分離后的帶有目標(biāo)方位信息的信號進(jìn)行基于MUSIC（Multiple Signal Classification）算法的DOA（Direction of Arrival）估計(jì)，就可以得到回波信號的入射角，從而確定目標(biāo)所處的方位。
　　本文在利用混調(diào)頻信號對水下近距離運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行