水下运动目标的多参数联合探测系统研究

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1、考沟r(^入fSouthChinaUniversityofTechnology硕士学位论文水下运动目标的多参数联合探测系统研究作者姓名刘雯雯学科专业通信与信息系统导指教师韦岗教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2015年4月ResearchondetectionsystemforMulti-parameterjointestimationofunderwatermovingtargetsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuWenwenS

2、upervisor：Prof.WeiGangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN912学校代号：10561学号：201220108754华南理工大学硕士学位论文水下运动目标的多参数联合探测系统研究作者姓名：刘雯雯指导教师姓名、职称：韦岗教授申请学位级别：全日制学术型硕士学科专业名称：通信与信息系统研究方向：现代通信理论与技术论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月02日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委

3、员会成员：主席：丁泉龙教授委员：韦岗教授王一歌副教授曹燕副教授杨萃副教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：女vt度日期：年g月2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮P:研究生在校攻读学位期间论

4、文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于.•□保密，在年解密后适用本授权书。N0尔保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全

5、部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名曰期：指导教师签名：$曰期：夕联系电话.•-电子邮箱：联系地址(含邮编）摘要水下运动目标的超声探测是一个十分重要的课题，它在军事和民用领域具有很大的应用价值。在传统的运动目标探测系统中，位置探测和运动探测由于采用不同的算法，存在参数估计的相互干扰。因此有必要研究运动目标的位置和运动参数的联合估计方法。当发射信号是线性调频信号时，距离、速度和方位角等参数会影响接收信号的频率变化，通过分析信号的频率变化情况反演出距离、速度等参数。其特点在于把多参数的探测转化为对频

6、率变化函数的求解，对回波信号进行解调即可以同时求解出距离、速度等参数。所以，本文基于线性调频信号的频率（初始频率、调频率）估计这一主题展开研究，主要贡献在于：1.采用分数阶傅里叶变换完成线性调频信号的频率估计，针对传统的求解FRFT最佳阶数的算法耗时长、抗噪性能差的缺点，本文研究了一种基于变步长4阶中心矩的搜索算法，该算法耗时短，对噪声不敏感，并且在大噪声环境下可以通过提高中心矩阶次的方法来提高抗噪性能。2.研究在单发多收超声探测系统中对运动目标速度、距离、方位角估计的方法。首先对单个接收阵元接收到的回波信号进

7、行分析，推导出基于FRFT的速度距离联合估计算法，然后对接收阵列接收到的阵列信号经行分析，利用线性调频信号在FRFT最佳阶数域的能量聚集性，介绍了基于FRFT的MUSIC改进算法，将单发多收探测系统中对运动目标速度，距离，方位角的估计统一为线性调频信号频率的估计的问题，给出了系统对速度、距离、方位角联合估计的算法流程以及仿真结果分析。3.利用发送间歇式线性多斜率调频信号来估计运动目标的运动轨迹。在对运动目标的运动轨迹进行估计时，需要周期性的发射时限线性调频信号，通过发送间歇式线性多斜率调频信号，使得接收端接收到

8、的回波信号中含有的多个不同调频率、不同延时的线性调频信号易于被分离，提高运动目标运动轨迹的估计精度，并通过仿真证明了算法的可行性。4.借助国家移动超声探测工程技术研究中心搭建的水下超声探测装置，通过实验验证了本文单发多收运动目标多参数探测系统在短距离低速度下的可行性。关键字：间歇式线性多斜率调频信号；联合估计；分数阶傅里叶变换；线性调频信号IAbstractTheultrasonicd