浅海远程信混比预报及增强技术研究

• 作 者: 王升
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 简正波 目标回波 信号仿真 波束形成 浅海远程信混比 增强技术

一般浅海环境中,海底混响是主动声呐的主要背景干扰,抑制混响、提高信混比是主动声呐信号处理的目标和难点。为了避开消声瓦的消声频段,满足远距离目标探测的需求,主动声呐工作频率逐渐转移到低频段,并且提出了多基地目标探测技术。针对浅海远程目标主动探测问题,本文主要从信混比预报、信号仿真及海底混响抑制三个方面开展研究。　　
利用射线简正波类比方法,结合目标的平面波散射函数,建立了信道中目标回波强度预报模型;对传统的单基地混响模型进行推广,建立了双基地混响强度预报模型。以此为基础,建立了浅海远程双基地信混比预报模型。以刚性球目标为例,进行了数值仿真,结果表明:浅海信混比对海底底质、声速剖面和温跃层较为敏感;收发分置时信混比还与目标方位和目标散射函数有关。　　
作为海上实验的先期研究,文中基于单元散射模型,给出了阵列接收混响和目标回波信号的仿真方法,并对仿真混响信号的相关特征、频谱特征、统计特征进行了验证。　　
从平面波波束形成的角度,研究了阵接收条件下的信混比增强方法,以水平线阵和垂直线阵为例,进行了数值计算仿真,有关结果表明:阵接收波束形成技术可以有效抑制海底混响。文中从混响和目标回波的形成机理和特征差异出发,分析了阵接收抑制混响的机理和影响因素。　　
本文创新点主要有:(1)将传统的单基地简正波混响模型进行推广,使之适用于双基地混响强度预报,用群速度和相速度描述海底散射微元。(2)收发合置条件下,给出了水平阵列接收远程混响信号的仿真方法。(3)推导出波束形成后的目标回波和混响强度计算公式,在平均意义上实现了信混比阵列增益的量化分析。