環(huán)境失配條件下MVDR發(fā)收互動時反波束形成目標檢測.pdf

1、淺海波導(dǎo)中的目標檢測和定位是一個非常有代表性的海洋傳播物理和聲納信號處理深層次結(jié)合的問題，在理論和實際應(yīng)用上具有廣泛而深遠的意義。近年來迅速發(fā)展的時反技術(shù)已不僅僅是一種物理過程，更是一種信號處理方法。本文主要研究時反信號處理用于不確實環(huán)境下的目標檢測和定位：首先把時反納入信號處理的框架，然后在此基礎(chǔ)上，針對時反空時聚焦特性受到環(huán)境不確實性限制的問題，研究了最小方差無失真響應(yīng)(MVDR)的發(fā)收互動時反波束形成的目標檢測方法。通過理論、仿真

2、和實驗分析，得出以下幾點結(jié)論： (1)時反聚焦過程以有探查源(PS)引導(dǎo)的前向過程獲得信道/環(huán)境模型，在后向過程中與原信道/環(huán)境進行匹配，具有Bartlett處理的信號處理本質(zhì)。根據(jù)常規(guī)波束形成、常規(guī)匹配濾波、匹配場處理、?；ヅ錇V波中相同的Bartlett相關(guān)處理運算，把“波束形成”的概念進行推廣，在框架上把這五種處理都看作波束形成處理，時反則為時反波束形成(TRBF)。但是，TRBF相較其他四種波束形成，有其獨到之處。它憑借

3、著傳播信號定位優(yōu)勢特征不變性和波方程解的時反不變性，在機理上具有寬容性，所以對于不確實環(huán)境下的目標檢測具有實用價值和發(fā)展?jié)摿Α?(2)時反目標檢測中應(yīng)對環(huán)境不確實的方法是，根據(jù)上述不變性提供的寬容性，用現(xiàn)有的知識建立模型引導(dǎo)源(MS)，以擺脫提供環(huán)境知識的PS，然后針對建模和實際環(huán)境的失配問題，根據(jù)環(huán)境參數(shù)失配為自變量、聲場參數(shù)失配為因變量作Taylor級數(shù)展開的方法，把失配引起的信號或駕駛向量的變化看做是一種加性干擾，尋求寬容

4、且高分辨的MVDR時反波束形成進行處理。 (3)在波導(dǎo)深度、聲速分布、沉積層特性以及運動多普勒這四種參數(shù)失配情況下，建立MS引導(dǎo)發(fā)射時反波束形成，結(jié)合對角線加載的寬容性MVDR接收時反波束形成的目標檢測系統(tǒng)，在接收處理時寬容地解決失配問題。仿真和實驗證明了該系統(tǒng)的可行性和有效性。 (4)進而，也在四種參數(shù)失配情況下，建立發(fā)收互動的MVDR/GSC(廣義旁瓣抵消器)時反波束形成目標檢測系統(tǒng)，首先用MS引導(dǎo)初次發(fā)射TRBF，