论文部分内容阅读
随着舰艇降噪和隐身技术的发展,潜艇的探测难度日益加大,对被动声纳和常规脉冲式主动声纳提出挑战。连续波主动声纳具有处理增益高、抗干扰性强、隐蔽性好等脉冲式主动声纳无法比拟的优点,成为反潜作战体系中的新手段。连续波主动声纳在双基地工作模式下,连续发射信号,对目标持续照射,不易丢失目标;选择较长的相关时间进行信号处理,时间处理增益高;突发的干扰不容易产生虚警,抗干扰性强;瞬时发射功率低,提高抗截获性能。 论文对连续波主动声纳的关键技术进行了研究和讨论,主要集中在以下几个方面: 1.连续波主动声纳的波形设计和探测原理分析 通过对现有连续波探测技术中的多种连续波探测信号进行分析比较,依据水声探测的特点,选择线性调频连续波(LFMCW)作为连续波主动声纳的探测信号,并建立LFMCW的水下回波信号模型,通过分析得出结论:LFMCW用于水下探测是可行的,回波中含有目标的距离和速度信息,但是雷达中的处理方式不适合水声探测,需要设计新的信号检测算法。 2.LFMCW信号的回波检测算法设计 按照LFMCW水下回波信号模型,回波信号与发射信号混频后的差拍信号为线性调频信号(LFM)。通过对常用的LFM信号检测和参数估计算法的分析比较,设计了差拍-分数阶傅里叶变换算法,用于检测水下LFMCW回波信号,并进行目标参数估计。仿真和试验数据均验证了算法的性能。 3.恒虚警处理和多目标检测算法设计 为了使LFMCW信号适用于复杂的水下环境,设计了基于TM-CFAR算法的恒虚警处理方法。借鉴“CLEAN”思想,设计多目标检测算法,按照回波信号强弱顺序,依次检测目标。仿真结果验证了恒虚警处理和多目标检测算法的效果。 4.直达波干扰抑制算法和混响消除算法设计 将LFMCW信号用于双基地模式下的岸基主动声纳中,直达波干扰和混响是影响探测性能的主要因素。通过分析和比较自适应波束形成、最小二乘误差方向图合成、凸优化波束形成等算法,设计了基于二阶锥规划的波束形成方法,在直达波干扰方向形成零陷,达到抑制效果。通过对连续波混响的分析,利用LFMCW信号检测的特性,设计了混响抑制算法,以近距离探测盲区换取混响和直达波干扰的消除。试验表明设计的算法可行有效。