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基于多普勒敏感信号声图像序列的水下运动小目标探测方法
| 论文题名： | 基于多普勒敏感信号声图像序列的水下运动小目标探测方法 |
| 关键词： | 声纳系统;水下小目标探测;多普勒敏感信号;声图像序列 |
| 摘要： | 水下小目标探测一直是水下探测的热点问题，水下探测的小目标主要有蛙人、水雷、UUV等。其中蛙人在水下作战中的威胁力愈加增大，也使得海港防御的压力增大。因此，提高水下小目标的探测声纳性能成为亟待解决的问题之一。目前小目标探测声纳多采用的是高频主动的高分辨图像声纳，这类声纳的探测能力主要受两方面影响。一是海港环境下，混响干扰强;二是水下运动小目标的回波不稳定且弱。 基于以上水下运动小目标探测问题，本论文主要讨论用多普勒敏感信号作为声纳的发射信号波形，以分离零多普勒干扰和动目标，提高动目标探测能力;讨论多普勒域的滤波器设计，以达到干扰抑制的目的;并基于多脉冲信号用Hough变换技术来提高对水下运动目标的探测性能。 首先，分析常见的信号波形在动目标探测中的适应性。相比于单频矩形(CW)脉冲信号和线性调频(LFM)信号，相位编码信号（M序列）可以兼顾高时延分辨能力和频移分辨能力，有着主峰尖接近图钉形的模糊度图，没有时延-频移耦合问题，而且是多普勒敏感信号。 然后，研究基于单脉冲信号的动目标探测方法。选用多普勒敏感信号（M序列）作为信号波形，结合不同频偏的匹配滤波器组和波束形成，得到距离-方位-多普勒图，探测运动目标。通过理论仿真和实际水池试验数据验证，相比于同参数下用多普勒容忍信号(LFM)的结果，多普勒敏感信号（M序列）具备在多普勒上分离干扰和目标的能力，能提高对水下动目标的探测能力。 最后，研究基于多脉冲信号的动目标探测方法。选用周期性脉冲信号作为发射信号模型，讨论多脉冲回波信号模型与多普勒域的变换关系。分析多种延迟线对消器、多普勒域陷波滤波器的干扰抑制性能。基于多脉冲信号，用Hough变换技术检测动目标轨迹，以提高对运动目标的探测能力。用实际水池试验数据处理结果，验证了以上方法的可行性。 |
| 作者： | 刘慧敏 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 滕婷婷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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