多波束测深声纳系统的时延估计方法研究论文

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1、太原科技大学本科毕业设计论文题目多波束测深声纳系统的时延估计方法研究专业名称电子信息工程学生姓名毕业菠任务书一、题目多波束测深声纳系统的时延估计方法研究二、指导思想和目的要求多波束测深声纳系统中，观测区域某点的深度信息是由发射信号到达该点的往返时间决定的。因此，回波信号时延估计的精确与否直接影响了深度的测量精度。该题目要求学牛在完成毕业设计时，了解多波束测深声纳系统的基阵信号处理及深度估计的处理流程；针对均匀线列阵，实现对观察区域反向散射回波信号的仿真；掌握远场窄带常规波束形成技术，并在此基础上，实现覆盖

2、整个观测空间的多波束，进一步根据Dolph-Chebyshev加权方法对波束进行低旁瓣优化处理;运用MATLAB语言，基于能量中心收敛算法，对回波信号的时延进行精确估计。通过毕业设计，使学牛学会根据要求自主查阅相关文献资料，掌握MATLAB语言的基木编程技能，掌握分析与解决问题的基木方法，获得科技论文的基木写作能力。三、主要技术指标1・16元半波长的均匀线列阵;2.发射信号为单频脉冲。四、进度和要求1—2周查阅资料、翻译外文文献;3-4周5-6周7-8周9一10周11-12周13-14周15-16周主动接

3、收基阵回波信号处理模型的仿真与实现；常规波束形成及多波束形成技术的仿真；基于Dolph-Chebyshev加权的波束优化处理技术。采用匹配滤波处理技术估计回波信号的时延信息;基于能量中心收敛算法对回波信号进行时延估计;撰写论文。准备答辩多波束测深技术具有高精度、高密度、高效率、全覆盖等特点，它已成为海底地形探测方面的重点研究课题。本文的主要目的是实现对水下目标测距方法的仿真。为此，首先从主动声纳系统的基阵信号模型入手，讨论了远场窄带信号常规波束形成技术，实现覆盖整个观测空间的多波束，并对波束进行低旁瓣优化

4、处理；结合目标的方位和距离，用能量中心收敛法实现对水下目标的距离估计。本文的主要研究工作有：1.阵列信号处理的数学模型。讨论了一般基阵的三维阵列信号模型及阵列流形，分析给出远场信号的窄带假设，重点结合均匀线列阵（ULA）,研究其阵列流形，并给出基阵信号的空间采样问题，实现任意方向入射的窄带冋波信号的仿真。2.基于匹配滤波方法的目标测距。研究了对目标距离估计的一般方法一一基于匹配滤波器的目标测距技术；重点讨论了单频矩形脉冲信号（CW）的匹配滤波；并对其进行仿真实现。3•波束形成。研究了常规波束形成（CBF）

5、方法及其低旁瓣优化，讨论了波束图的两个重要参数一一主瓣宽度和旁瓣级的制约关系。4.基于多波束形成的能量中心检测。结合波束形成原理，仿真实现覆盖观测区域扇面的多波束；仿真实现对水下多个点FI标的距离估计。关键词：多波束测深，均匀线列阵，多波束形成，能量屮心收敛算法ABSTRACTMultibeamsoundertechnologyhasbeenwidelyusedinresearchingseafloorsurveyduetotheadvantagesoffullcoverage,highefficienc

6、y,highaccuracyandresolution.Themainpurposeofthispaperistoachievesimulatethemethodsofthedistanceofunderwatergoals.Todothis,thefirststudyfocusedonthefromthearraysignalofactivesonarsystem,thelocationprinciplebasedonthepulsecompressiontechniquesisresearched,t

7、hefar-fieldnarrow-bandsignalsofconventionalbeamfbrmingtechnologyisdiscussed,andthemulti-beamcoveredtheentireobservationspaceisachieved,andthebeamisoptimizedforlowsidelobe.Combinedwiththetargetsbearinganddistance,thedistanceoftheunderwaterpointtargetwillbe

8、achieved.Amongthemainfocusonthefollowingaspects:1.Arraysignalprocessingmodel.Itincludesdiscussionofthegeneralthree-dimensionalarraymodelandthearraymanifold,andanalyzedthefar-fieldnarrow-bandsignalassumption.Thepaper