高分辨率声纳海底混响统计特性分析及抑制技术研究

摘要

在沉底或掩埋小目标的探测中，海底混响是最主要的干扰，且基于混响与目标回波在时域上难分离，在频域上极为相似的特点，使得目标的探测显得尤为困难，因此对海底混响的研究就显得尤为重要。 本文主要从两方面对海底混响进行了研究：一是海底混响的统计特性分析，二是混响抑制技术的研究。 随着高分辨率声纳的出现，分辨单元内的有效散射体数目减少，不满足中心极限定理的要求，使得混响的包络不再服从瑞利分布。本文引入了K分布和广义K分布对混响的统计特性进行描述。首先从物理模型出发，推导了K分布和广义K分布的概率密度函数和机理，建立了混响的统计模型；然后用假设拟合法对混响的统计特性进行分析；最后讨论了实际试验时不同条件下混响分布参数的稳定性及K分布背景下的检测问题。仿真和试验数据验证了混响包络K分布模型的正确性和意义。 抗混响技术的研究，主要包含两方面的内容，一是发射信号波形的设计，二是信号处理算法的研究。本文主要是对跳频信号的非相干处理和基于混响局部平稳假设的预白化次佳检测进行了研究，仿真和试验数据处理结果表明：这两种方法较常规方法而言，能提高信混比，抑制混响。

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外发展现状和发展趋势

1.3论文研究内容

第2章 海底混响信号的统计建模及统计特性分析

2.1广义K分布模型和K分布模型的机制

2.2海底混响信号统计模型的建立

2.2.1指数分布随机数的产生

2.2.2 K分布随机序列的产生

2.2.3广义K分布随机序列的产生

2.3假设拟合法

2.3.1矩估计法

2.3.2参数离散空间搜索法

2.4试验数据统计特性分析

2.4.1 混响基元域统计特性分析

2.4.2混响波束域统计特性分析

2.5混响统计特性分布参数的稳定性

2.5.1不同底质

2.5.2不同信号形式

2.5.3不同距离

2.6 K分布背景下的CFAR检测

2.7本章小结

第3章 非相干处理抗混响性能研究

3.1非相干相关原理

3.2线性跳频脉冲信号波形设计

3.3跳频信号的非相干处理仿真

3.4试验数据非相干处理探小目标性能分析

3.4.1试验数据的非相干处理

3.4.2非相干处理效果分析

3.5本章小结

第4章 基于局部平稳假设的预白化次佳检测

4.1混响的局部平稳性

4.1.1 GLR统计距离

4.1.2数据分段的讨论

4.1.3混响数据局部平稳性的论证

4.2分段预白化处理

4.2.1次佳检测策略

4.2.2白化性能分析

4.2.3检测性能分析

4.3本章小结

结论

参考文献

致谢