主动声纳组合波形设计与探测性能分析

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声纲系统中波形选择在目标探测和参数估计中有十分关键的作用。传统的主动声纳波形主要是CW信号和FM信号,两者在时延和频率上具有互补特性,而组合波形将融合两者的特性,通过组合参数的设置达到某种具体环境下的最优。   本论文在对传统的LFM信号,CW信号的分析的基础上对组合脉冲的一系列特性展开研究。对比了组合脉冲和传统信号在抗混响方面的性能,证明组合脉冲在某些多普勒频率下具有优于两种传统信号的抗混响性能;推导了组合信号条件下双基地声纳的直达波盲区分布,提出了基于组合信号短相关窗特性的双基地声纳探测盲区抑制方法;探讨了组合信号分配比的变化对于信号特性的影响,证明了组合信号的模糊性能趋近于分配比占优的信号性能,从而为波形的自适应选择设计提供了理论基础。   将组合脉冲推广到组合脉冲串的性能研究,初步得到了信混比随脉冲串子波数目N的变化规律。分析了CW脉冲串、LFM脉冲串、LFM-CW组合脉冲串的抗混响性能,证明了随着子波数目的增大,脉冲串信号的抗混响性能有不同程度的提高。相位编码脉冲信号作为一种特殊的脉冲串其抗混响性能也做了相应探讨,其抗混响性能与子波数目N之间具有准周期特性。   对于具体海洋环境中的波形评价和选择问题,提出并初步建立了一种基于环境学习的波形选择机制,由前一脉冲接收信号的匹配滤波器组模糊矩阵构成c函数和Q函数,作为环境信息和目标信息的提取依据,再据此利用组合信号的性能分析方法调整下一组发射波形的参数,实现了优化目标探测性能的波形设计,并进行了计算机仿真验证。
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