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海洋信道中主动声呐目标干涉条纹特征研究
| 论文题名： | 海洋信道中主动声呐目标干涉条纹特征研究 |
| 关键词： | 主动声呐;海洋信道;干涉条纹;回波信号;特征提取 |
| 摘要： | 主动声呐工作在复杂的海洋环境中，多途、海深、声速梯度、温度等诸多因素都会影响水中目标散射声场，尤其是隐身目标和各种小目标的出现，导致目标特性微弱，很难提取出利于识别的稳定而可靠的目标固有特征。面对该问题，本论文重点关注海洋信道中有目标和没有目标时的声场变化，从理论仿真、特征提取、试验数据获取分析三个方面，研究海洋信道环境声场、主动声呐目标散射声场产生的干涉条纹特征，为目标的探测和识别提供一种有效的途径。 首先，基于水声传播的简正波模型和环境声场波导不变量理论，建立了海洋信道中主动声呐目标干涉条纹特征理论模型，通过仿真获得了没有目标时的环境声场干涉条纹以及收发合置条件和收发分置条件下的主动声呐目标声场干涉条纹，分析了频率和距离等参数、目标的存在、主动声呐布放方式、目标位置变化轨迹等对干涉条纹的影响。 其次，为了定量或定性地表征声场的干涉条纹特征，开展了特征提取方法研究。基于Hough变换的直线检测方法，提取了海洋环境声场干涉条纹特征，即波导不变量的值，并分析了不同频率段场景下波导不变量的分布情况；提出了基于二维傅里叶变换能量分布的统计特征提取方法，提取了主动声呐目标干涉条纹的统计分布特征；提出了基于曲率和的曲率特征表征方法，表征了主动声呐目标产生的弯曲条纹的曲率特征。 最后，在莫干山水声试验场开展了湖上试验，获取了没有目标时的海洋环境声场数据和有目标时的散射声场数据，通过数据处理分析，得到声场干涉条纹，并分别提取了其波导不变量值、统计分布特征和曲率特征，验证了相应的理论模型和特征提取方法。 |
| 作者： | 闫志明 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 孙同晶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 杭州电子科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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