水下小目標主動聲吶探測中存在缺乏目標先驗信息、目標回波在不同入射角度下分布不均勻、散射成分嚴重混疊等問題,使得難以提取目標的穩(wěn)定散射特征。針對復雜海洋環(huán)境下目標回波信號特征的不穩(wěn)定性問題,本文圍繞水下局部填充目標的聲散射回波信號特征提取展開研究,依據(jù)聲散射成分的機理與信號特性,分析目標回波中聲散射成分結(jié)構(gòu),構(gòu)建水下目標聲散射信號特征數(shù)據(jù)庫,為建立水下目標聲散射模型提供基礎,實現(xiàn)水下安靜型小目標主動聲吶探測與識別�；谀繕寺暽⑸淅碚撗芯�,當主動聲吶發(fā)射長脈沖信號,目標回波中含有的幾何聲散射成分和彈性散射成分在時域和頻域均存在高度混疊。本文提出采用解調(diào)預處理將目標聲散射回波寬帶信號映射為單頻信號成分,窄帶濾波器逐一濾出各個成分,實現(xiàn)混疊散射成分分離。仿真目標回波以及水池實驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果同時驗證該方法對目標聲散射成分分離的有效性。但是在缺乏目標先驗信息時,無法識別散射成分的數(shù)目以及種類,針對這一問題,結(jié)合聲散射理論基礎,依據(jù)幾何聲散射成分和彈性聲散射成分頻譜結(jié)構(gòu)差異,本文提取了中心頻率、-3dB帶寬、分數(shù)帶寬、頻譜質(zhì)心與頻譜通量等五種頻譜特征,采用歐氏距離進行特征評價,對各散射成分進行分類識... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 目標聲散射物理特性
        1.2.2 目標聲散射信號特性
        1.2.3 目標聲散射特征研究
        1.2.4 聲散射模型研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
第2章 水下目標聲散射理論研究
    2.1 水下目標的幾何聲散射理論
        2.1.1 物理聲學方法
        2.1.2 目標回波亮點模型
    2.2 水下目標的彈性聲散射特性
        2.2.1 彈性球殼的聲散射
        2.2.2 彈性柱殼的聲散射
    2.3 本章小結(jié)
第3章 目標聲散射信號特性分析
    3.1 目標聲散射成分信號特性
        3.1.1 目標回波信號解調(diào)頻
        3.1.2 仿真分析
        3.1.3 聲散射信號時延估計
    3.2 目標聲散射的時頻特性
        3.2.1 目標聲散射成分混疊
        3.2.2 目標聲散射時頻分布
        3.2.3 目標聲散射成分分離
    3.3 本章小結(jié)
第4章 水下目標聲散射特征建立
    4.1 目標聲散射頻譜結(jié)構(gòu)
    4.2 信號特征空間聚類與可分離性分析
    4.3 聲散射信號特征提取
        4.3.1 水下聲散射譜特征提取
        4.3.2 水下目標回波特征空間分布
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實驗數(shù)據(jù)處理分析
    5.1 自由場目標散射測試
    5.2 目標單一角度聲散射回波數(shù)據(jù)處理分析
        5.2.1 目標聲散射成分分離
        5.2.2 目標聲散射成分特征提取
    5.3 水下目標聲散射角度回波
        5.3.1 目標多角度聲散射回波成分特征
        5.3.2 目標全角度聲散射回波特征
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]水下聲散射回波在小波變換域中的特性分析（英文）[J]. 楊梅,李秀坤,楊陽,孟祥夏.  Journal of Marine Science and Application. 2017(01)
[2]局部固體填充的水中復雜目標聲散射計算與實驗[J]. 張培珍,李秀坤,范軍,王斌.  物理學報. 2016(18)
[3]水下目標幾何聲散射回波在分數(shù)階傅里葉變換域中的特性[J]. 李秀坤,孟祥夏,夏峙.  物理學報. 2015(06)
[4]水中目標回波亮點統(tǒng)計特征研究[J]. 陳云飛,李桂娟,王振山,張明偉,賈兵.  物理學報. 2013(08)
[5]應用分數(shù)傅立葉變換方法的水下目標特征提取[J]. 李秀坤,秦宇.  聲學技術. 2010(01)
[6]充水有限長圓柱薄殼聲散射:Ⅱ.實驗[J]. 鄭國垠,范軍,湯渭霖.  聲學學報(中文版). 2010(01)
[7]充水有限長圓柱薄殼聲散射:Ⅰ.理論[J]. 鄭國垠,范軍,湯渭霖.  聲學學報(中文版). 2009(06)
[8]基于互相關和MUSIC算法的時延估計[J]. 蔣伊琳,司錫才.  彈箭與制導學報. 2009(05)
[9]HHT在水雷目標特征提取中的應用[J]. 謝磊,李秀坤.  聲學技術. 2009(04)
[10]聽覺感知特征在目標識別中的應用[J]. 王娜,陳克安.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(10)

博士論文
[1]水下目標主動聲吶回波信號特征研究[D]. 夏峙.哈爾濱工程大學 2015



本文編號：3682563