平行平面层波导中目标的回波特性研究

摘要

浅海中的目标因为海底和海面的影响，其回波特性较之自由场发生了很大变化，使得浅海中的目标探测和识别技术面临严峻挑战，因此对浅海波导中目标回波特性的研究同益受到广泛关注。本文研究的是平行平面层波导中目标的回波特性。 本文基于亥姆霍兹(Helmholtz)积分和克希霍夫(Kirchhoff)近似，推导出平行平面层波导中目标的散射声场的积分表达式。基于该积分表达式，分析了波导中的目标回波的构成：波导中的目标回波是目标在自由场中的回波以及声源及其在上下界面的像形成的等效收发分(合)置系统接收的散射波的叠加。在此基础上，利用最陡下降法推导出自由空间中光滑刚性表面在收发分(合)置时亮点位置和亮点幅值计算式。作为算例，计算了平行平面层波导中刚性椭球体目标的回波：先确定等效收发分(合)置系统中目标的亮点位置，再计算该亮点幅值；将亮点幅值分别乘上相应的界面反射系数，由亮点位置确定各散射波的相对时延，再将各散射波叠加，即可得到平行平面层波导中刚性椭球体目标的回波。 实验目的在于分析波导界面作用下目标的回波结构和回波强度，并验证了波导中目标回波的理论分析的正确性。通过对实验数据的处理，得到平行平面层波导中目标的回波结构，反映了波导界面的存在对目标回波特性的影响，为浅海波导中目标回波特性的理论研究提供实验验证。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外波导中目标回波特性研究现状

1.3国内外目标回波特性建模研究概况

1.4论文研究内容介绍

第2章 波导中目标回波的理论基础

2.1 Helmholtz积分公式

2.2 Kirchhoff近似

2.3目标回波的亮点模型

2.4 Kirchhoff近似计算平行平面层波导中目标散射声场

2.5最陡下降法计算光滑表面目标的散射声场

2.5.1自由空间中目标散射声场的积分表示

2.5.2最陡下降法计算收发合置时光滑表面目标的散射声场

2.5.3最陡下降法计算收发分置时光滑表面目标的散射声场

2.6本章小结

第3章 波导中目标回波算例分析

3.1椭球亮点分布分析方法

3.2波导中目标回波算例分析

3.3本章小结

第4章 实验及数据处理

4.1实验概况

4.2实验数据处理及结果分析

4.3本章小结

结论

参考文献

致谢