冰下混響信號的建模仿真及統(tǒng)計特性的研究.pdf

1、當(dāng)在有冰層覆蓋的水下進(jìn)行聲學(xué)探測、聲通信以及各類冰下的聲納作業(yè)時，由于冰水界面的作用會產(chǎn)生很強(qiáng)的混響場，這種混響場是主動聲納探測的主要干擾，它限制了系統(tǒng)的工作性能，因此研究冰下混響的理論模型及其統(tǒng)計特性對于冰下聲納探測技術(shù)和抗冰下混響技術(shù)具有重要的意義。
　　首先，本文回顧了冰下混響的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義。然后將自然界中的粗糙冰面分為兩類，即平坦冰層粗糙冰面和有冰脊分布的粗糙冰面，針對這兩種冰況的冰下混響進(jìn)行建模仿真以及統(tǒng)計特

2、性的研究。根據(jù)建模原理和適用范圍的不同主要分為三種建模方法，并對這三種方式的混響進(jìn)行分析，主要包括：（1）建立基于單元散射模型的Lambert散射定律的平坦冰層粗糙冰面的冰下混響仿真，建立基于單元散射模型的BT散射理論的有冰脊分布粗糙冰面的冰下混響仿真，（2）分別對平坦冰層和冰脊冰層建立基于 Kichhoff近似的赫姆霍茲積分散射模型，并對冰下混響進(jìn)行仿真，（3）嘗試用有限元建模計算帶有彈性冰脊冰層的冰下混響。
　　其次，針對以上

3、三種理論模型得到的兩類冰下混響仿真信號的統(tǒng)計特性進(jìn)行分析，主要包括：冰下混響的瞬時值統(tǒng)計特性、冰下混響包絡(luò)分布統(tǒng)計特性、冰下混響時-空相關(guān)特性、平坦粗糙冰面散射半徑相關(guān)特性以及冰脊分布的相關(guān)統(tǒng)計特性等方面來進(jìn)行分析，并得出相關(guān)結(jié)論，冰下混響瞬時值服從高斯分布，包絡(luò)服從瑞利分布以及相關(guān)性隨與頻率的關(guān)系等結(jié)論均與理論相一致。
　　最后，針對松花江冰下混響實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性進(jìn)行分析，包括冰下混響的瞬時值統(tǒng)計特性、時空相關(guān)特性及包絡(luò)分布統(tǒng)