水声信号频率对时间反转探测性能的影响

摘要

针对在复杂多途浅海环境下对弱目标进行探测这一水声探测领域的研究热点,时间反转(TR)技术拥有广泛的应用前景。基于前人研究,可知利用被动时间反转(PTR)和阵列信号处理(ASP)技术相结合可以进一步提高对弱目标的检测和定位的性能。但在复杂多途浅海环境下,当信号脉宽大于门限脉宽时, TR聚焦的主峰和旁峰会产生混叠,从而导致聚焦峰能量的改变。根据以上现象,文章推导出了PTR信噪比处理增益与声源信号频率的关系,并得到结论:由于TR处理不能完全消除多径效应带来的时延扩展(镜反射之外的声线叠加),对于同一PTR检测系统,其检测性能和定位性能不仅与估计信道适配程度有关,还与声源信号的时域特性(信号频率、脉宽)相关。这一研究结果对TR通信、TR检测,尤其是信源或声源为长脉宽窄带信号的工程应用有一定参考价值。