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《水声信号处理中匹配场处理技术研究的现状和展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、综述与评论文章编号:1000-3630(2000)01-34-05水声信号处理中匹配场处理技术研究的X现状和展望112王静,黄建国,管静(1.西北工业大学航海学院,西安710072;2.中船总750试验场,昆明650051)摘要:本文首先给出了匹配场处理的基本概念及其研究内容,进而对该技术的理论框架、各种处理方法和分析方法以及实际试验结果做了系统的归纳和简单的评述。在此基础上,总结出了该领域当今的研究热点和进一步的研究方向。关键词:匹配场处理;综述;声传播模型中国分类号:0427文献标识码:AAnsurveyofmatched-fieldprocessinginacoustic
2、alsignalprocessing112WANGJing,HUANGJia-nguo,GUANJing(CollegeofMarineEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072;2.CSSC750,Kunming,650032)Abstract:ThispaperbeginswiththebasicideaofMEPandwhatitmainlydealswith.Thenitgivesanoutlineofthetheoryframework,processingmethodsandsomeimpo
3、rtantexperienceresults.Basedontheabove,theresearchemphasestodayandforthefuturearepointedout.Keywords:matched-field;survey;propagationmodel1引言此基础上发展了丰富的信号和阵列处理方法。但是,随着理论研究和实际应用的不断深海洋环境是一个包括海面、海底和海水入,人们认识到这种假设对声波在波导中的介质的复杂多变的环境,作为探测手段的传传播是不合适的,尤其是在低频的时候,因感器和作为探测目标的声源就处在这样的环此,80年代以来,水声信号处理领域的主要
4、境中。声源、环境(或称信道)和接收阵三者进展就是将传播介质的物理特性与传统的信互相联系,构成一个整体。传统的水声信号处号处理算法相结合,由此产生了匹配场处理理假设声波为平面波,声场为各向同性,在技术。该技术成功地解决了很多实际问题,并X九五国防重点预研项目收稿日期:99-05-24;修订日期:99-09-17作者简介:王静(1970-),女,博士研究生19卷1期(2000)—34—呈现出极大的发展潜力。程,我们根据实际情况赋予波动方程不同的在声源、信道和接收阵三者之中,如果边界条件和波导性质,然后求解,就得到各已知两者,就可以根据接收阵的实际测量声种不同的传播模型(表1)。场(
5、已受信道影响)与接收阵处的理论预测以上介绍的是最基本的传播模型,根据声场(信道影响由模型模拟)的匹配性对第不同的使用环境,人们又对这些模型做了各三者进行参数估计,这就是所谓的匹配场处种修正和调整,使它们能处理各种不同的边[1]理(matched-fieldprocessing,简称MFP)。界条件和波导性质,其中考虑较多的就是模MFP现在的研究内容主要集中在两个型参数与距离无关或与距离有关时的区别。方面,第一,声源远程和超远程被动定位[2]。表1声传播模型及主要性质随着导弹和火箭助推技术的飞速发展,武器模型表达式适用条件优点缺点的有效作用半径大大增加,而传统的被动测射线理论U=
6、F(x,y,高频:近场,不适用于远(Rayz)eiG(x,y,z)距离小于几简单,直观场距方法探测距离有限,而且都不能确定目标Theory)[4]倍水深要求精确的的深度,从而无法对水下目标,尤其是潜艇U=F(z)G相对于射线海底沉积层简正波模型(r)实施有效的攻击,而MFP方法突破了传统低频:远场,理论,计算等的物理参(NormalF(z)为格林距离大于几简单,可以数;不容易Mode-函数,G测距方法的极限,同时还能正确估计声源的NM)[5](r)为汉克倍水深方便地计算考虑信道参[3]尔函数整个声场数与距离有深度;第二,海洋环境参数反演。由于水声关的情况信号处理越来越多地结合了
7、声传播模型,能多途展开模不容易考虑型高频;深水;否得到准确的海洋环境参数往往成为最终能(MultipathU=声速随深度算法简单信道参数与A(z)eiU(z)距离有关的否解决问题的关键,从而引起研究人员越来Extension-的变化不大[6]情况WKB)越多的关注。在已知声源参数和接收信号的将NM中可采用FFT条件下,利用MFP技术对海洋环境进行反快速声场的汉克尔函加快运算速只限于与距模型数用渐近展近场度;可以方离无关的环演,可以确定海洋地形和地理声学等多种参(Fastfield[4]开式的
