合成孔径声纳技术研究

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1、西北1业人学顿1:学位论文摘要摘要合成阵列声纳包括合成孔径声纳(SAS)与逆合成孔径声纳(ISAS)。‘白是一利，新型的水下成像声纳，是水声高技术的重要研究方向之一，有着广阔的应用前景。合成孔径技术相对于常规声纳技术的突出优势在于，它只利用小孔径的物理声阵，就可以得到与径向距离和频率都无关的高方位分辨率。本文首先详细介绍了合成孔径技术的基本原理，研究了合成孔径声纳的系统构成和参数选取方法，分析了合成孔径声纳的方位分辨率和距离分辨率，给出了少〔方位分辨率优于常规声纳的原因。然后给出了时频分布的定义并且讨论了它的性质，这是我们利用它进

2、行信号处理的理论依据。在建立了机动目标回波模型的基础上，我们研究了基于RT-XWVD变换的信号检测和参数估计方法。对于存在多个机动目标且信号强度相差较大的情况，我们采用逐次消去的算法，较好地解决了弱信号被强信号交叉项掩盖的问题。论文接着详细的讨论了机动目标的逆合成孔径声纳成像的原理。山于运动目标的非合作，回波为非平稳的信号，因此我们采用了CWD对回波进行分析，即距离一瞬时多普勒成像算法。针对实际回波信号在时间和能量上是有限的这一特点，我们对CW。进行了改进，提出了加权的CWD(WCWD)算法，克服了CWD分析中时频分量分布不均的问

3、题。最后讨论了算法的复杂度和算法适用的前提条件。文中还对涉及的算法给出了大量的仿真和详细的分析，为实际应用提供了依据。该研究结果可用于军事、海洋开发、民用等多种领域。关键词:声纳、合成孔径、机动目标、参数估计，WVD,XWVD,CWD，成像算法西北工业人学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTSyntheticarraysonarincludesbothsyntheticaperturesonar(SAS)andinversesyntheticaperturesonar(1SAS).Itisanovelkindofunder

4、waterimagingsonar.Stisanimportantresearchfieldinunderwaterhightechnologyandhasawidelyapplyingprospect.Theverystrongpropertyofthesyntheticarraysonaristheabilitytoacquireahighazimuthresolutionfromaphysicallysmallarray.Thethesisreviewsthetheorythatisthebasisofsyntheticap

5、ertureprocessingThenthecomponentsofsyntheticaperturesonarandparameterselectingarestudiedTime-frequencyanalysisisintroduced.Afterthemodelofmaneuveringtargetisestablished,anewsignaldetectionandestimationalgorithmisintroduced,whichisbasedontheRadon-XWVDtransform.Theexper

6、imentvalidatesthattheperformanceofthisnewmethodcandetectsignalwithverylowSNR.Aimedonmulti-targetsituation,utilizingtheideaofeliminatingonebyone,theproblemthattheweaksignaliscoveredupbyrobustsignalcrosstermisresolved.Thethesisalsostudiesthetheoryofinversesyntheticapert

7、uresonarimagingSincethetargetmovesirregularly,theDopplereffectofeachscatterandtheimagingprojectionchangewithtime.TheconceptandalgorithmofRange-InstantaneousDopplerimaging,basedonWCWD,ispresented.Thisalgorithmiseffectivetothemaneuveringtarget.Atlastthecomplexityandpres

8、uppositionofthealgorithmisdiscussed.Thesimulationsconcernedarealsopresented.Keywords:sonar,syntheticaperture,maneuveringtarg