基于RAP的垂直线列阵时反定位研究.pdf

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1、56传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第4期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)O4-0056-03基于RAP的垂直线列阵时反定位研究王鸿吉，韩建辉，杨日杰(海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001)摘要：在分析可靠声路径(RAP)的物理机理的基础上，将RAP与时间反转处理相结合，研究了基于RAP的垂直水听器阵时反定位问题，并在Munk声速剖面下的进行了仿真分析，结果表明了利用RAP进行垂直线列阵时反定位的有效性，通过适当提高阵元数量和间距可增强时反聚焦效果。关关

2、键词：可靠声路径；时反定位；垂直线列阵中图分类号：TB566文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)04-0056-03●一l●-●‘●-一●⋯ResearchOntimereversalOositionin~ofverticallinearraybased0nRAPWANGHong-ji，HANJian—hui，YANGRi-jie(DepartmentofElectronicandInformationEngineering，NavalAeronauticsandAstronauticsUniversity，Yantai264001，China)Abst

3、ract：Onthebasisofan~yzingphysicalmechanismofreliableacousticpath(RAP)andtimereversalprocessingiscombined．TimereversalpositioningproblemofverticalhydrophonearraybasedonRAPisresearched．SimulationanalysisundertheconditionofMunksoundspeedprofileiscarriedout，andtheresultshowsvalidityofposition

4、ingofverticallinearraybasedonRAP，improvingsensornumberanddistancebetweensensorscanenhancetime—reversalenergyfocuseffect．Keywords：reliableacousticpath(RAP)；timereversalpositioning；verticallinearray0引言Smith等人进行了利用时反镜技术的高数据率水下声被动卢纳定位技术一直是水声工程研究的热点之一，通信试验，证明了时反镜在通信接收机处有良好的时空聚高精度的被动定位对声纳的使用具有重

5、要的影响。传统的焦性能，对于2．5kHz带宽，每秒可传送2500个符号。哈三子阵定位、球面内插法定位和目标运动分析(targetmove尔滨工程大学对单基元被动时反定位和水声通信的物理机analysis，TMA)等方法对水声环境不均匀性、声线弯曲、波理、信号处理算法进行了深入研究。中船重工715研阵面畸变等影响较敏感，定位精度和作用距离均受到限制。究所进行了垂直声压阵被动时反定位的海上试验，目前已时间反转处理技术可以在缺乏阵列和结构等信息的条件下将时反技术应用到海底掩埋目标的探测中。西北工业大学利用海洋信道中的多径特性，提高探测性能。就时反处理增强信混比和混响置零方法展开

6、了研究。DoMingDR教授最早提出主动式时间反转镜，对目前时反镜研究主要集中于主被动定位、水声通信和TRM应用于主动声纳定位方面进行基本的理论分析，并对混响抑制等方面，而利用可靠声路径现象实现时反定位研各种不同阵型的TRM技术进行了理论推导，并首先提出被究较少。本文在分析可靠声路径的物理机理的基础上，将动式时间反转镜和人工时间反转镜。KupermanWA等人可靠声路径(reliableacousticpath，RAP)和时反技术相结从1996年到2004年做了六次时反镜处理技术试验，深入合，完成大深度垂直阵时反定位。研究了时反镜处理技术的物理机理，得出了很多试验结1可靠

7、声路径果。针对多目标的探测、定位问题，KupermanWA采用深海的典型声速剖面图是由温度垂直分布的“三层结水声迭代时反镜技术增强时反镜的空间聚焦性能，试验结构”所形成。在海洋表面受到阳光照射时，水温较高，但果表明：这种聚焦能力受到海洋环境和接收水听器器性能又受到风雨的搅拌作用，形成海洋表面等温层，这一表面等的影响温层也称为混合层。在深海内部，水温度比较低而且稳定，收稿日期：2014-08—19第4期王鸿吉，等：基于RAP的垂直线列阵时反定位研究57形成深海的等温层，声速随海洋深度增加，呈现洋海内部的对于单位强度、频率为∞的点