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

1、本論文的研究工作以時間反轉(zhuǎn)法為基礎(chǔ)，針對復(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問題進(jìn)行理論分析、仿真和實驗驗證，研究和討論目標(biāo)探測中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。本論文包括了作者對時反法水下目標(biāo)探測的理論和仿真研究工作，及在某基礎(chǔ)聲探測項目中的部分實驗成果和工作內(nèi)容。
　　 強(qiáng)混響干擾背景下的目標(biāo)探測，尤其是掩埋目標(biāo)探測一直是探雷聲納工作中檢測和識別的重要工作內(nèi)容之一。一般方法是通過對混響信號進(jìn)行建模和預(yù)測處理，直接對混

2、晌干擾下的回波信號進(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)計上又存在一定的規(guī)律性，因此長期以來，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。
　　 時間反轉(zhuǎn)法作為一種具有獨特優(yōu)點的自適應(yīng)聚焦方法，可以在沒有信道條件先驗知識的情況下，實現(xiàn)自適應(yīng)聚焦，同時對混響和噪聲信號具有一定的抑制作用。這對于傳統(tǒng)的主動聲納探測技術(shù)來說，具有一定的工程應(yīng)用

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

4、仿真驗證，證明了時反法的可行性和穩(wěn)健性，并進(jìn)一步討論和仿真驗證了迭代時間反轉(zhuǎn)法的原理和特性。
　　 其次通過對混響建模的仿真和計算，就時間反轉(zhuǎn)法在沉底和掩埋條件下水下目標(biāo)探測中抑制混響、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)；針對沉底和掩埋目標(biāo)探測的特點討論了噪聲和混響對時反法的影響及時反法多目標(biāo)探測的魯棒性。
　　 然后論文針對掩埋目標(biāo)聲探測的強(qiáng)混響和弱回波信號的情況，利用匹配濾波和

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