基于主动时间反转的水下目标自适应聚焦研究

时间反转技术作为一种可以克服传输信道的"多径效应",从而实现目标的自适应聚焦及定位的新技术,近年来被广泛地应用于无线通信、医学治疗、材料学、水声学等领域。本文将时间反转技术应用于水声学中,采用射线传播理论详细推导了主动时间反转的聚焦模型,并利用计算机完成了5 km处的仿真实验验证,进一步地在水库完成了3 km的试验验证。以上结果表明,利用主动时间反转技术可以使目标自适应地在源位置实现聚焦。

基于主动时反的浅海目标DOA估计优化算法

将时反技术应用到浅海目标DOA估计中,提出基于主动时间反转(active time reversal,ATR)的浅海目标DOA估计优化方法,可有效解决多径、低信噪比条件下的目标DOA估计问题。采用经典射线模型,结合阵列信号处理理论,建立了基于均匀线列阵的常规多径DOA估计模型和主动时反多径DOA估计模型,利用Capon算法对所建模型进行了仿真验证,并做了对比分析。仿真结果表明:在低信噪比情况下,主动时反方法可以更好地估计出目标的角度,其分辨率更高,抑制旁瓣的能力更强。

基于主动时反技术的水下目标探测仿真

主动时间反转技术是一种能够克服传输信道的多径效应,以达到目标回波的自适应聚焦新技术,在水声学、无线通信、材料学、医学治疗等领域得到广泛应用。本文提出一种改进的主动时间反转接收自聚焦方法,可以达到目标回波在接收处形成聚焦的效果,而不是在目标处形成聚焦。通过对单阵元和多阵元2种情况下主动时反的仿真研究对比,验证主动时间反转技术不仅能得到更高的增益提升,而且聚焦后回波信号具有波形结构简答的特点,对于信号处理也更加简单方便。此方法可以降低对主动时间反转技术的应用难度,对硬件的要求也更低。