參量陣聲吶的目標(biāo)識(shí)別算法研究.pdf

1、隨著各國(guó)新式潛艇的服役，其輻射噪聲越來(lái)越低、海洋環(huán)境的噪聲特別復(fù)雜，尤其是在淺水海域，同時(shí)，聲對(duì)抗技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，這個(gè)給聲吶目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別帶來(lái)很大的困難。由于寬帶聲參量陣技術(shù)可徹底解決淺水環(huán)境中多途干擾的問(wèn)題，其波束的高指向性、發(fā)射波束高寬帶和窄波束的特性能大幅提升現(xiàn)役主動(dòng)聲吶目標(biāo)識(shí)別性能。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越現(xiàn)代化，聲吶的智能化水平也需要提高，聲吶系統(tǒng)中目標(biāo)識(shí)別能力是聲吶性能的重要指標(biāo)，目前其仍是現(xiàn)代聲吶技術(shù)中非常令人頭疼的問(wèn)題。

2、因此，本文的研究目的就是研究出參量陣聲吶的目標(biāo)自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)，以提升參量陣聲吶的快速反應(yīng)能力和目標(biāo)識(shí)別能力。
　　首先，對(duì)參量陣聲吶的非線性聲學(xué)原理進(jìn)行闡述，并對(duì)兩聲波信號(hào)間發(fā)生非線性相互作用的過(guò)程進(jìn)行描述；分別對(duì)聲學(xué)參量陣的發(fā)射原理及接收原理進(jìn)行理論推導(dǎo)，發(fā)射陣和接收陣都是利用了非線性相互作用；設(shè)計(jì)出了一套基于參量陣的聲吶發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)。
　　其次，對(duì)目標(biāo)的亮點(diǎn)模型理論進(jìn)行分析，建立了潛艇目標(biāo)亮點(diǎn)模型，并得出其總的回波

3、信號(hào)模型；每個(gè)單獨(dú)亮點(diǎn)的回波信號(hào)由信號(hào)時(shí)延、幅值及相位變化三個(gè)參數(shù)表征，通過(guò)對(duì)所有亮點(diǎn)的回波進(jìn)行線性疊加即得目標(biāo)總的回波信號(hào)，并對(duì)其波形進(jìn)行Matlab仿真；利用頻域離散小波變換(FWDT)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理，提取目標(biāo)亮點(diǎn)特征，并對(duì)其提取過(guò)程進(jìn)行仿真分析；
　　然后，利用從回波信號(hào)提取極點(diǎn)的方法識(shí)別目標(biāo)。選取互相關(guān)處理+矩陣束的算法來(lái)進(jìn)行極點(diǎn)提取，先分析回波信號(hào)經(jīng)過(guò)互相關(guān)處理后的結(jié)果；采用矩陣束算法從互相關(guān)處理結(jié)果中計(jì)算出回波中的

4、極點(diǎn)；采用訓(xùn)練信號(hào)作為輸入信號(hào)對(duì)該算法進(jìn)行Matlab仿真驗(yàn)證，通過(guò)結(jié)果值來(lái)判斷算法的可靠性。
　　最后，利用回波信號(hào)中的共振散射信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別。通過(guò)分析共振散射理論和回波信號(hào)的組成結(jié)構(gòu)，明確要提取的共振散射信號(hào)位于回波中的散射波里面；設(shè)計(jì)一套由時(shí)間延遲器+自適應(yīng)濾波算法為核心的分離方法；對(duì)彈性與非彈性目標(biāo)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用該分離算法從目標(biāo)回波中分離出共振散射信號(hào)；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理并對(duì)比分析，結(jié)果表明：該方法能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的分類(lèi)識(shí)