收发换能器水平分置海底混响的相关特性研究

收发换能器水平分置海底混响的相关特性研究

论文摘要

海底混响是主动声纳进行目标探测和识别时对声纳性能影响巨大的因素之一,研究海底混响的理论模型及其相关统计特性对于声纳探测和抗混响技术具有重要的意义。本文用正交试验法对收发分置且水平布放接收阵情况下的海底混响的相关性进行了研究,重点分析了发射信号参数和海底环境参数对时空相关性的影响作用。首先,根据单元散射模型,以海底散射系数的相关半径的大小为依据划分散射单元,通过混响产生的物理过程来仿真海底混响信号。解决了水平布放接收阵仿真中的海底界面的散射单元难于划分的难题,仿真出了收发换能器水平分置情况下的海底混响信号。其次,用正交试验设计法对仿真实验进行了整体设计,实验设计中,同时考虑了不同形状包络的发射信号,以及发射源的指向性等问题。最后,具体的在发射无指向性声源单频(CW)信号和线性调频(LFM)信号,以及有指向性声源CW信号的几种情况下,综合比较了海底散射系数的相关半径和角度因子以及发射信号的频率和脉宽等多个因子对海底混响的相关特性的影响,得出了海底混响的时空相关性受发射信号参数和海底环境参数的影响大小的相关结论,以及随这些参数变化的一些规律,并通过实验对相关结论进行了部分验证。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 混响的研究背景及其现状
  • 1.2 混响仿真的研究现状
  • 1.3 混响统计特性的研究背景
  • 1.4 论文主要研究内容
  • 第2章 混响的统计特性及正交试验设计法
  • 2.1 混响的一般特性
  • 2.1.1 混响信号的概率分布
  • 2.1.2 混响的散射强度
  • 2.2 混响的时间相关特性
  • 2.2.1 瞬时值的自相关
  • 2.2.2 不同形状包络的正弦填充发射信号
  • 2.2.3 线性调频宽带发射信号
  • 2.3 混响的空间相关特性
  • 2.4 正交试验设计法
  • 2.4.1 相关概念
  • 2.4.2 正交表的设计
  • 2.4.3 试验结果的分析方法
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 海底混响的建模与实验设计
  • 3.1 海底混响散射模型的建立
  • 3.2 仿真实验设计
  • 3.2.1 无指向性声源单频信号
  • 3.2.2 无指向性声源线性调频信号
  • 3.2.3 有指向性声源单频信号
  • 3.3 海底混响的仿真结果
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 海底混响的时间相关性
  • 4.1 无指向性声源单频信号
  • 4.2 无指向性声源线性调频信号
  • 4.3 有指向性声源单频信号
  • 4.3.1 水平纵向海底混响的时间相关性
  • 4.3.2 水平横向海底混响的时间相关性
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 海底混响的空间相关性
  • 5.1 无指向性声源单频信号
  • 5.2 无指向性声源线性调频信号
  • 5.3 有指向性声源单频信号
  • 5.3.1 水平纵向空间相关性
  • 5.3.2 水平横向空间相关性
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 实验及数据处理
  • 6.1 实验简介
  • 6.2 数据处理
  • 6.2.1 水平纵向
  • 6.2.2 水平横向
  • 6.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 附录 A
  • 相关论文文献

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