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典型水雷的回波特征分析

刘亚静  
【摘要】:利用主动声纳系统获得目标回波,并根据目标回波的特征信息来探测和识别水雷,是浅海探雷的一种可行方法。其中有效的目标回波特征及其提取方法是识别的前提和基础。 具有球形头部的圆柱形壳体是典型水雷的基本模型结构。目标的材料和结构是产生回波特征的原因。在高频情况下,目标回波可以看作是由若干个子回波的迭加,而每个子回波可以看作从某个散射亮点发出的,其中包括与目标几何结构有关的几何回波和与材料有关的弹性回波,分析它们的时域及频域特征是本论文的重点之一。从目标模型的结构出发,理论计算目标的各棱角和光滑反射点的时序及相对时延,具体分析了回波随着入射角度及目标方位角的不同的变化情况,其中弹性散射波的出现是水雷目标与非水雷目标的重要区别,从对回波的贡献方面,弹性散射波无论从时域还是频域都与几何回波有明显的区别。 特征提取的过程是将目标的回波信号变换到不同的特征空间,提取出反映样本的类别特性的特征信息,为识别做准备。本文采用了四种方法提取目标的特征:窄脉冲信号提取亮点、调频信号对于目标回波的相关处理、功率谱估计以及短时傅立叶变换的提取方法。其中以窄脉冲作为发射信号,目标的回波中能够反映目标的各个棱角波及镜反射波的幅度和时延;调频信号的回波经相关处理后,同样也能得到亮点的分布以及亮点参数;目标的回波在频域及时频域上主要体现弹性散射波的出现对回波的影响。因此,多种提取方法反映不同方面的特征信息,为进一步探测目标奠定了基础。 实验室实验,验证了对目标回波的理论分析;对实验数据的处理结果反映了目标的回波特征,同时证明了特征提取方法的可靠性。


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