基于回波空间特性的潜艇目标识别研究

本文阐述了基于波束分裂的互谱法定向理论,给出了水下体目标的亮点模型.在此基础上,提出了一种利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标的方法.通过对亮点模型目标回波的方位角和俯仰角进行估计,估算出目标的线性尺度,实现体目标的识别,最后通过计算机仿真给出了估计量的估计方差并进行了相应的分析.     

基于时空特征融合的水下目标波束形成方法

针对水下探测设备的方位分辨力在物理上受限于阵列有效孔径的约束,导致探测精度较低的问题,提出一种基于时空特征融合的水下目标波束形成算法。首先,以目标声散射回波产生机理为基础,建立走航声呐回波数据动态数学模型;其次,通过对目标声散射回波数据的时空域转换得到等效空间阵列,融合空域多快拍数据实现阵元基阵孔径的物理扩展。最后,分析干扰信混比、探测平台移动速度等对回波增强的影响。数据仿真结果表明所提方法能够有效抑制干扰,获得主瓣更窄的波束。孔径扩展后的波束形成能够准确地分辨出非常相近的目标。此外,实验结果测得探测平台运动速度大小对目标分辨的效果影响不明显。     

水下声成像仿真分析及图像处理

介绍了水下声成像仿真软件系统的主要组成及功能,对该系统中用到的正交解调、多波束形成、波束内插等关键技术给出了理论分析.通过对水下目标成像中目标回波生成、前置预处理和后置处理等内容的仿真分析,得出的仿真结果与理论分析相符,为水下探测体识别真假目标、实施精确定位提供了技术支持.     

一种多源信息融合的声呐综合目标识别方法

针对声呐在搜潜过程中目标识别正确率提升的问题,分析声呐目标特征及其获取手段,研究声呐目标特征提取、分析和识别方法,提出一种多信息源融合的声呐目标综合识别方法。综合运用声呐探测回波特征信息、频谱信息、音频信息、目标运动要素信息、雷达信息、AIS信息等信息进行联合识别,深层次挖掘目标特征信息,通过图谱特性、频域特征、听音识别、运动要素等多维识别,将孤立的、碎片的数据转化成信息优势,形成标准的声呐目标综合识别使用流程,从而提高目标识别正确率。     

基频线谱提取技术在船舶水下目标识别系统的应用

基于目标物的辐射雷达回波信号是船舶水下识别系统的主流技术,水下噪声的混入会对识别产生干扰,时域分析很难区分噪声与目标信号特征。频域特性分布是区分雷达回波辐射噪声及干扰噪声的主要手段,通过对辐射信号及噪声的频谱提取,可以获取目标信号和干扰信号在基频频谱的特性,设计滤波器去除噪声。本文研究目标雷达回波信号及水下噪声信号的特性,在基础上提出基于基频线谱提取技术的噪声分离策略,最后对算法进行仿真。     

动目标侦察雷达模拟训练器回波形成单元的设计与实现

通过分析活动目标侦察雷达动目标显示的基本工作原理,得出对活动目标回波信号的模拟必须包含三种信息:幅度信息、频域信息、时域信息。根据这些条件,对活动目标侦察校射雷达模拟器的回波形成单元进行了基本设计。在组成框图设计的基础上,结合实际经验,设计并实现形成活动目标回波信号的基本电路。     

海底沉油识别与定位方法

采用船载或水下航行器搭载多波束声呐设备,对事故地点及疑似污染海域进行声波信号扫描,获取海底的回波反射数据;对声波数据进行信号处理和成像显示;根据海底沉油的回波反射特征及不同目标回波反射的差异性,结合周围环境,对海底沉油进行快速识别和检测,案例分析表明,该方法具有响应速度快,识别效率高,可操作性好的特点,可为海洋溢油应急处置工作提供数据支持和决策支持。     

任意路径航行的水下航行器回波特征研究

本文阐述基于频域间接法的板块元基本原理,建立水下航行器三维网格模型,提出以任意路径运动的水下航行器回波特征预报方法。通过开展1∶20缩比的Benchmark潜艇回波特性水下声散射试验,验证了上述预报方法的准确性。研究表明,预报方法能够预测水下航行器以任意路径航行的回波特征,对水下运动目标的探测与识别有一定意义。     

近场聚焦波束形成低频段精确定位方法

近场聚焦波束形成声图测量方法可以实现舰船高频信号的主要噪声源的精确定位,实验证明在正横位置时的定位精度可小于2 m。但对于低频、线谱等信号,近场聚焦波束形成声图测量方法由于受阵元间距、基阵孔径等多方面影响,无法实现精确定位。本文提出采用高精度频域MVDR聚焦波束形成声图测量方法,实现频率大于200 Hz舰船目标定位。经理论仿真与实际信号分析,该方法可以实现低频信号的高精度定位,定位精度明显优于常规波束形成(CBF)。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 kHz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 dB,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。