合成孔徑聲吶成像算法研究及MATLAB仿真.pdf

1、合成孔徑聲吶技術(shù)是一種新型的高分辨率的水聲成像技術(shù)，它利用小孔徑基陣沿航線勻速運(yùn)動時，周期性的發(fā)送線性調(diào)頻信號，將接收到的回波信號進(jìn)行相干累加，形成虛擬的大孔徑基陣，實現(xiàn)方位向的高分辨率。合成孔徑聲吶技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)在于目標(biāo)的方位向分辨率僅與基陣的孔徑大小有關(guān)，與目標(biāo)的所在位置或者發(fā)射信號的頻率無關(guān)。但是合成孔徑也存在著缺點(diǎn)：一是對基陣的運(yùn)動有著嚴(yán)格的要求，因為合成孔徑需要相累加的回波信號必須是相干的；二是需要處理的數(shù)據(jù)量大，系統(tǒng)比較復(fù)雜

2、，這點(diǎn)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)得到了緩解。
　　由于時域延時求和成像算法在合成孔徑技術(shù)中比較成熟，我國合成孔徑聲吶系統(tǒng)多采用時域延時求和算法。但當(dāng)探測距離變遠(yuǎn)后，合成孔徑聲吶的有效長度大大增加，要處理的數(shù)據(jù)量增多，使得時域延時求和算法不能滿足實時性處理的要求。為此，本文優(yōu)選了波數(shù)域算法，并對其實現(xiàn)的細(xì)節(jié)進(jìn)行了分析。
　　本文首先研究了合成孔徑聲吶技術(shù)的原理，分析了其方位分辨率不受距離、頻率影響的原因。并且對采用合成孔徑聲吶技

3、術(shù)需要對系統(tǒng)參數(shù)的限制條件進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　接著對合成孔徑聲吶技術(shù)中需要運(yùn)用到的信號處理技術(shù)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容為經(jīng)典成像算法研究（時域延時求和算法、距離多普勒算法、Chirp-Scaling算法、波數(shù)域算法）；多子陣技術(shù)中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)和空間采樣不均勻時相位補(bǔ)償方法，可以分為時域數(shù)據(jù)融合和頻域數(shù)據(jù)融合，其中數(shù)據(jù)頻域融合在解決空間采樣不均勻時操作簡單；由于基陣平臺的不穩(wěn)定性和水聲信道的復(fù)雜性所造成的運(yùn)動誤差補(bǔ)償方面，主要研究