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水下目标宽带回波特性研究

姜卫  
【摘要】: 水下目标的声散射特性研究具有重要的理论价值和广泛的实际应用背景,是声纳以及水中武器系统对目标进行探测、定位、识别基础。目标的回波特性不仅与目标的结构、材质等本身的物理特性有关,也与入射信号的时频特性有密切关系,而且随着信号处理技术的发展,对于目标回波信号的分析方法也越来越多。 在实际工程和实验中,对目标回波的研究大多采用单频脉冲信号,其理论简单,处理方便;对于宽带信号的研究也多着眼于增强目标的几何亮点回波,而对宽带信号引起的目标本身的物理特性的研究很少。在对目标特性的研究上,相对于单频信号存在的频率宽度不够的弱点,宽带信号具有携带目标信息量大,背景相关性弱的特点,目前宽带信号的研究日益引起重视。 基于上述背景,论文重点研究了宽带信号激励下水下目标的回波结构和时频特性。根据弹性理论,首先计算简单目标的形态函数,采用频域间接法模拟线性调频(LFM)信号和Ricker信号激励下目标的回波,分析回波的结构和宽带信号散射的特点,并以标准潜艇作为算例进行回波模拟和时频分析。通过水池实验,试验了一种新型等离子体声源,采用比较法测量了水下肺部组织的目标强度,特别对有限长圆柱壳的声散射特性进行了精密细致的实验,获得了令人满意的实验数据。结果表明,宽带信号具有时域信号结构清楚,频带覆盖范围宽的特点,有利于激发目标本身的散射特性,更有利于目标特征的提取和目标识别。


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