水下目標(biāo)的時(shí)間反轉(zhuǎn)法聲探測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、本論文的研究工作以時(shí)間反轉(zhuǎn)法為基礎(chǔ)，針對(duì)復(fù)雜淺海環(huán)境中沉底、掩埋目標(biāo)在強(qiáng)海底混響背景下的探測(cè)問題進(jìn)行理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究和討論目標(biāo)探測(cè)中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。本論文包括了作者對(duì)時(shí)反法水下目標(biāo)探測(cè)的理論和仿真研究工作，及在某基礎(chǔ)聲探測(cè)項(xiàng)目中的部分實(shí)驗(yàn)成果和工作內(nèi)容。
　　 強(qiáng)混響干擾背景下的目標(biāo)探測(cè)，尤其是掩埋目標(biāo)探測(cè)一直是探雷聲納工作中檢測(cè)和識(shí)別的重要工作內(nèi)容之一。一般方法是通過對(duì)混響信號(hào)進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)處理，直接對(duì)混

2、晌干擾下的回波信號(hào)進(jìn)行處理，濾除混響的干擾以達(dá)到增強(qiáng)信混比的效果。但由于混響的形成機(jī)理比較復(fù)雜，表象上具有隨機(jī)性而統(tǒng)計(jì)上又存在一定的規(guī)律性，因此長(zhǎng)期以來，雖然抗混響研究取得了一定的技術(shù)進(jìn)步，但仍然有較大的不足需要進(jìn)一步的研究和發(fā)展。
　　 時(shí)間反轉(zhuǎn)法作為一種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的自適應(yīng)聚焦方法，可以在沒有信道條件先驗(yàn)知識(shí)的情況下，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)聚焦，同時(shí)對(duì)混響和噪聲信號(hào)具有一定的抑制作用。這對(duì)于傳統(tǒng)的主動(dòng)聲納探測(cè)技術(shù)來說，具有一定的工程應(yīng)用

3、前景。尤其對(duì)于淺海水下目標(biāo)探測(cè)，特定海域的強(qiáng)混響和強(qiáng)吸收的復(fù)雜環(huán)境使得時(shí)間反轉(zhuǎn)法可以提高聚焦增益的作用更具吸引力。
　　 論文首先簡(jiǎn)單的介紹了時(shí)間反轉(zhuǎn)法的起源、發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，從總體上對(duì)時(shí)間反轉(zhuǎn)法理論進(jìn)行了回顧和總結(jié)；介紹了時(shí)間反轉(zhuǎn)法在水下目標(biāo)探測(cè)中的應(yīng)用，以及國(guó)內(nèi)外對(duì)這一方法的研究現(xiàn)狀和取得的成果。通過對(duì)時(shí)間反轉(zhuǎn)法水下目標(biāo)探測(cè)的理論方法進(jìn)行了分析和總結(jié)；論文基于射線聲學(xué)的理論模型，對(duì)水下波導(dǎo)中的時(shí)反目標(biāo)探測(cè)進(jìn)行了理論分析和

4、仿真驗(yàn)證，證明了時(shí)反法的可行性和穩(wěn)健性，并進(jìn)一步討論和仿真驗(yàn)證了迭代時(shí)間反轉(zhuǎn)法的原理和特性。
　　 其次通過對(duì)混響建模的仿真和計(jì)算，就時(shí)間反轉(zhuǎn)法在沉底和掩埋條件下水下目標(biāo)探測(cè)中抑制混響、增強(qiáng)回波的性能和效果進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，為工程應(yīng)用奠定了理論和方法的基礎(chǔ)；針對(duì)沉底和掩埋目標(biāo)探測(cè)的特點(diǎn)討論了噪聲和混響對(duì)時(shí)反法的影響及時(shí)反法多目標(biāo)探測(cè)的魯棒性。
　　 然后論文針對(duì)掩埋目標(biāo)聲探測(cè)的強(qiáng)混響和弱回波信號(hào)的情況，利用匹配濾波和

5、混沌信號(hào)處理的方法對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理，以檢測(cè)和定位目標(biāo)回波信號(hào)，從而能夠以較短的時(shí)間窗截取和獲得時(shí)反信號(hào)。對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理以降低混響強(qiáng)度和進(jìn)行回波信號(hào)的提取，有利于提高低信混比條件下的時(shí)反處理的效果。因此，論文討論了混響的混沌屬性，利用混沌模型對(duì)混晌序列進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上對(duì)混響背景下信號(hào)的混沌處理方法做了一定的分析研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)較低信混比條件下回波的檢測(cè)和提取。
　　 最后論文通過信道水池實(shí)驗(yàn)，對(duì)信道水池條件下的單通道懸浮和掩