目標(biāo)高速運動對矢量信號處理的影響及匹配技術(shù)研究.pdf

1、矢量水聽器可以同步、共點測量聲場的聲壓和質(zhì)點振速信息，這不僅有助于改善水聲系統(tǒng)的性能，而且也拓寬了后置信號處理空間，同時它又具有良好的低頻指向性、較強的抑制各向同性噪聲能力等諸多優(yōu)點，為解決水聲問題提供了新的思路和方法。隨著矢量水聽器技術(shù)的日益成熟以及在軍事需求牽引下，矢量水聽器技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于水聲各領(lǐng)域，目前成為水聲界最為活躍的研究方向之一。 本文以矢量水聽器在水下作戰(zhàn)平臺上的應(yīng)用為研究背景，著力解決水下高速運動目標(biāo)的識別

2、與被動跟蹤問題。論文首先建立了水下目標(biāo)運動的數(shù)學(xué)物理模型，并對模型進行了推導(dǎo)和驗證，在此基礎(chǔ)上提出了兩種產(chǎn)生多普勒信號的算法——內(nèi)插擬合法與時間反演法。然后結(jié)合所推導(dǎo)的模型定量定性地分析了目標(biāo)高速運動對矢量信號處理的影響。 針對目標(biāo)高速運動帶來的影響，建立了一種與之相匹配的算法——瞬時相關(guān)積分法。結(jié)合矢量水聽器的測量模型，系統(tǒng)地介紹了瞬時相關(guān)積分法的原理和應(yīng)用，并對算法性能做了大量的理論分析和仿真驗證。研究表明，瞬時相關(guān)積分法既

3、能夠消除多普勒效應(yīng)帶來的影響，又能夠抑制交叉項干擾，還可以提高信噪比，在目標(biāo)特征信號的檢測和目標(biāo)識別等方面取得了較好的效果。 將瞬時相關(guān)積分法與互譜法有機結(jié)合，構(gòu)建了一種用于目標(biāo)方位估計的算法——基于相關(guān)積分的互譜WVD算法。針對不同運動速度、不同距離和不同信噪比條件下的實例進行仿真研究，并將該算法與互譜聲強法以及克拉美羅界進行比較。結(jié)果表明，當(dāng)目標(biāo)處于遠(yuǎn)距離且低速運動時，兩種算法的方位估計性能基本一致；而當(dāng)目標(biāo)處于近距離且高速