主动声呐发射波形设计研究.pdf

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1、第36卷第4期舰船科学技术Vo1．36．NO．42014年4月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYApr．，2014主动声呐发射波形设计研究李峻年，孟士超，余亚军(1．海军驻431厂军事代表室，辽宁葫芦岛125004；2．武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要：主动声呐可通过发射波形设计技术对抗信道衰落，以改善目标检测能力。因此发射波形设计是主动声呐系统领域的重要内容之一。本文综述近年来波形设计领域的研究成果，通过对各种发射信号的时域、频域及模糊度特性进行对比分析，得出不同信号体制的特点，为相关行业的工程应用提供

2、参考。关键词：主动声呐；波形设计；模糊度；分辨率中图分类号：U666．7文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)04—0108—06doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．04．022ReviewonresearchdevelopmentofactivesonarwaveformdesignLIJun．nian，MENGShi—chao，SHEYa．jun(1．NavyRepresentativeOficeof431Shipyard，Huludao125004，China；2．WuhanSeco

3、ndShipDesignandResearchInsitute，Wuhan430064，China)Abstract：Activesonarcouldcon~ontchanneldeclineandobtainmoretargetinformationbytransmittingwaveformdesigntechenology．Forthisreseaonwaveformdesignisoneofthemostimportantresearchfieldsonactivesonar．Thispaperreviewstherecentl

4、ymainresearchproductionsinthisfield．Thepropertiesofdifferenttransformsignalsareanalyzedwithcomparisonontime—domain，frequency—domainandambiguitycharacteristics，whichprovideapplicationreferencestorelatedengineerprojects．Keywords：activesonar；waveformdesign；ambiguity；resolut

5、ion由于水声环境并非理想信道，水下环境中大量0引言存在的无规则散射体如海洋生物、泥沙粒子、气团、在潜艇隐身技术的推动下，现代潜艇正朝着安水泡、不平整海面、海底等对入射信号的散射在主静隐蔽的方向发展，使得探测潜艇的声呐系统也经动声呐的接收端叠加形成混响。混响伴随声呐发历着从被动方式向主动方式发展的过程⋯。主动声射信号产生，并与发射信号特性密切相关，是一个呐的主要优势之一在于可以通过波形设计技术改善随机过程，按产生特性主要可分为体积混响、海面系统的作用距离、目标检测精度和稳健性。通过混响、海底混响等。对抗混响是主动声呐设计领域发射端信号设

6、计，尽可能获取目标信息，隐蔽自身，经久不衰的研究课题，也是水声信号处理的主要内提高抗干扰能力，是现代主动声呐研究的主要课题。容之一，而目前的解决方案往往局限于通过后端对于主动声呐而言，发射波形体制不仅决定了接收接收机处理进行混响抑制，包括预白化处理、非高系统的信号处理方法，而且直接影响系统的距离、斯建模、时频分析、空时处理、高阶谱分析、非线速度分辨率、参数估计精度、混响抑制能力、对抗性特征分析等。。长期的理论研究和工程实践证干扰能力以及信道匹配方面的性能。明，信号的抗混响能力与波形体制密切相关，声呐收稿日期：2013—12—26；修回日

7、期：2014—01—06作者简介：李峻年(1972一)，男，工程师，从事舰艇声呐技术和质量管理工作。第4期李峻年，等：主动声呐发射波形设计研究·109·技术的飞速发展使得人们可以考虑研究复杂的发射方案并且予以实现，从而获得发射端的混响对抗能力。本文介绍几类常规主动声呐发射信号体制，以及具有混响抑制能力的发射信号体制，并提出一种最优发射波形设计思路。o0lCW信号CW信号又称单频矩形脉冲信号，是一种在雷图2CW信号模糊度达和主动声呐领域都得到广泛应用的信号体制，其Fig．2AmbiguityofCWsignal数学表达式为：令『(，0)J

8、=0．7，JX(0，)I=0．7，可得到(f)=ect()。(1)√?’CW信号的时间分辨力和频率分辨力分别为：式中：fo为信号的载频；T为脉冲宽度；rec(·)为信0=0．3T，(4)号的包络函数。定义如