分数阶反卷积的高分辨力目标亮点提取

提出了一种采用分数阶反卷积的目标亮点提取方法对目标亮点进行高分辨力提取。该方法依据分数阶域卷积公式,引入反卷积理论去除窗函数的影响,实现了时频域去模糊,提升了时频分辨力。仿真和实验数据表明,基于反卷积的短时分数阶傅里叶变换对线性调频信号的频域分辨力高于分数阶傅里叶变换,可提高时频域上检测线性调频信号的性能。从而实现时频域上目标亮点的高分辨力提取,提升目标亮点间时延差的估计精度。与传统方法相比基于分数阶反卷积的目标亮点提取方法具有更高的分辨力,且对混响有一定的抑制作用。

时频域滤波沉底目标亮点特征提取方法研究

主动声呐探测沉底目标时,由于存在严重的海底混响干扰,使得拷贝相关方法不能有效地提取目标回波亮点特征,大大降低了主动声呐的目标识别性能。针对该问题,研究了时频域滤波Hough变换的目标回波亮点特征提取方法。该方法采用互魏格纳变换将接收信号与拷贝的发射信号变换到时频域,依据目标回波与混响及噪声能量的时频聚集特性不同,采用时频域脊波变换滤波滤除混响及噪声,最后利用Hough变换提取目标回波中各亮点峰,并进行投影计算形成目标回波的亮点特征。同时研究了Hough变换域中的峰值位置与目标亮点对应的数学关系,给出了基于时频滤波提取沉底目标亮点特征的算法步骤,并采用支持向量机对比分析了该方法与拷贝相关方法提取亮点特征的识别效果。结果表明,该方法能够在较低的信混比下有效抑制混响干扰提取亮点特征,从而提高沉底目标的识别性能。

鱼雷垂直目标亮点高分辨算法仿真与试验研究

在鱼雷声成像垂直尺度识别中,根据潜艇垂直方向上目标亮点相距较近,且为相干信号源的特点,同时为了减小运算量而易于工程实现,提出了一种基于正交采样的高分辨DOA估计算法,即正交解相干MUSIC算法。该算法首先对阵列接收到的高频信号进行正交采样,在降低采样率的基础上,再利用解相干MUSIC算法对低频信号进行DOA估计。仿真结果表明,改进算法在有效减小运算量的同时,具有和解相干MUSIC算法相同的性能。在理论和仿真研究的基础上,对不同发射阵阵元间距下的2个相干信号源进行了2组水池缩比试验,并运用正交解相干MUSIC算法进行估计,结果表明,该算法能够较为准确地估计出2个相干信号源的方向。

多亮点声纳目标轨迹起始技术

高分辨率声纳目标具有多亮点分布特性,传统轨迹起始算法很难有效对其轨迹起始。针对声纳目标多亮点分布特性,设计了基于蒙特卡洛方法的轨迹起始算法,其根据跟踪门内每个分布亮点的特性,估计目标的概率分布,推出目标位置信息。由于轨迹起始算法考虑了声纳目标的多亮点属性和每个亮点的信息,并在轨迹起始过程中没有将速度、加速度、角度等作为轨迹起始的限制条件,而是在确认阶段,作为限制条件,对不符合逻辑的轨迹进行淘汰,对符合逻辑的进行动静分类。所以此轨迹起始算法克服了传统算法容易将多亮点目标起始为多个轨迹或轨迹起始错误的缺点。用不同方法对多亮点分布声纳目标数据进行了轨迹起始,结果验证了该方法的有效性。

目标反射亮点仿真技术研究

研究了目标反射亮点的数学模型及仿真系统的硬件结构,并将目标回波亮点模型进行了简化,使之能够用于工程实现.在此基础上对用于声制导鱼雷半实物仿真系统的目标模拟器进行了设计,在试验中能够实现预定的功能.

水下无载波超宽带信号波形设计与回波特性

复杂水声环境下,发射信号波形设计是提高鱼雷自导性能的关键环节之一。文中基于超宽带信号分辨率高、穿透能力强和低占空比等优点,根据不同位baker码调制的Ricker水声信号波形,分析了该信号的带宽、频谱和频带内的能量均匀性,优选出一种4位baker码调制的Ricker信号作为水下无载波超宽带信号。基于这种超宽带信号进行了潜艇目标多亮点的回波特性仿真分析,得出了不同入射角度、不同脉冲间隔信号波形对目标多亮点回波的影响。仿真结果验证了这种脉冲信号在水下目标探测中的可行性和优良性,为后续超宽带信号在水下目标探测领域的研究提供参考。