水下目標的時間反轉法聲探測技術應用研究.pdf

1、本論文的研究工作以時間反轉法為基礎，針對復雜淺海環(huán)境中沉底、掩埋目標在強海底混響背景下的探測問題進行理論分析、仿真和實驗驗證，研究和討論目標探測中亟待解決的關鍵技術問題。本論文包括了作者對時反法水下目標探測的理論和仿真研究工作，及在某基礎聲探測項目中的部分實驗成果和工作內容。
　　 強混響干擾背景下的目標探測，尤其是掩埋目標探測一直是探雷聲納工作中檢測和識別的重要工作內容之一。一般方法是通過對混響信號進行建模和預測處理，直接對混

2、晌干擾下的回波信號進行處理，濾除混響的干擾以達到增強信混比的效果。但由于混響的形成機理比較復雜，表象上具有隨機性而統(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進步，但仍然有較大的不足需要進一步的研究和發(fā)展。
　　 時間反轉法作為一種具有獨特優(yōu)點的自適應聚焦方法，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來說，具有一定的工程應用

3、前景。尤其對于淺海水下目標探測，特定海域的強混響和強吸收的復雜環(huán)境使得時間反轉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法的起源、發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，從總體上對時間反轉法理論進行了回顧和總結；介紹了時間反轉法在水下目標探測中的應用，以及國內外對這一方法的研究現(xiàn)狀和取得的成果。通過對時間反轉法水下目標探測的理論方法進行了分析和總結；論文基于射線聲學的理論模型，對水下波導中的時反目標探測進行了理論分析和

4、仿真驗證，證明了時反法的可行性和穩(wěn)健性，并進一步討論和仿真驗證了迭代時間反轉法的原理和特性。
　　 其次通過對混響建模的仿真和計算，就時間反轉法在沉底和掩埋條件下水下目標探測中抑制混響、增強回波的性能和效果進行了比較詳細的分析，為工程應用奠定了理論和方法的基礎；針對沉底和掩埋目標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探測的魯棒性。
　　 然后論文針對掩埋目標聲探測的強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行處理，以檢測和定位目標回波信號，從而能夠以較短的時間窗截取和獲得時反信號。對信號進行處理以降低混響強度和進行回波信號的提取，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行建模，并在此基礎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