基于简正波模型的水声被动时间反转镜定位技术研究

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1、隶初大◆粤硕士学位论文万方数据基于简正波模型的水声被动时间反转镜定位技术研究专业名称：信曼皇值皇处堡研究生姓名：昱萱态导师姓名：友世基麴拯塞基副麴拯万方数据STUDYONUNDERWATERACOUSTICTIMEREVERSALMIRRORPASSIVELOCATIONBASEDONNORMALMODEMODEL舢删舢舢删㈣舢舢舢删Y2708758AThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYⅥ哪Pu-jieSupervisedbyFANGS

2、hi—liangANliang—SchoolofInformationScienceandTechnologySoutheastUniversityMarch2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：关丛东南大学学位论文使用授权声明东南大

3、学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：墨豸查导师签名：研究生签名：垒三圣=：导师签名：万方数据摘要水声被动定位技术以其优良的隐蔽性，一直是水声技术发展的重要方向之一。时间反转镜被动定位技术在被动定位技术中占有重要地位。已有的时间反转镜被动定位技术都是基于射线模型展开的研究，通常用窄

4、带建模替代宽带信号的传播。本文引入简正波模型，采用傅里叶合成法对宽带信号建模。主要研究基于简正波模型的脉冲信号时间反转镜被动定位技术。论文完成的主要工作如下：首先，介绍声传播的简正波理论，并在其基础上对时间反转镜技术做进一步分析。运用傅里叶合成法对基于简正波模型的信道进行建模。根据简正波的数值解以及基于简正波模型的信道模型，在理论上证明了基于简正波模型的时间反转镜被动定位算法。其次，研究了简正波模式阶数对基于简正波理论的信道建模的影响。仿真结果表明，当远距离传播时，减少一些简正波的高阶模式对信道建模影响较小。在信道建模的基础上研究了接收器的不同布放形式(单

5、声压阵元、不同孔径的二元声压阵以及多声压阵元)对基于简正波模型的脉冲信号时间反转镜被动定位的影响，得到接收器的合理布放形式。最后，从峰值搜索以及环境参数失配(海面声速失配、海底声速失配、海深测量误差、海底吸收参失配)等方面研究了基于简正波模型的脉冲信号时间反转镜被动定位的稳定性，并针对接收器的布放形式和运算速度对前述算法进行了改进，得到较好的定位效果。关键词：时间反转镜，被动定位，简正波，脉冲信号，稳定性万方数据东南大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTABSTRACTWithitsexcellentconcealment，theunderwater

6、acousticpassivelocalizationtechnologyhasbeenanimportantdirectionofunderwateracoustictechniques．Thetime-reversal-mirror(TRM)passivelocalizationtechnologyplaysanimportantroleinpassivepositioningtechniques．TheexistingTRMpassivelocalizationtechnologiesarebasedontheraymodel．Thepropagat

7、ionofwidebandsignalsCanonlybeapproximatedwithnarrowbandsignalmodel．Inthispaper，thenormalmodemodelisintroduced．Fouriersynthesisisusedtomodelbroadbandsignalsinnormalmodemodel．TheTRMpassivelocalizationtechnologiesofpulsesignalsbasedonnormalmodelarediscussedinthispaper．Firstly，thenorm

8、almodemodelofsoundpropagationisin