基于方位走向的潜艇亮点分布特征提取与仿真

针对传统的潜艇目标回波亮点特征提取方法,只计算有限个峰值点处的方位值来分析目标亮点特征,存在鲁棒性较差的不足,本文基于目标回波与背景干扰相比幅值较大,子回波所体现的方位/距离信息相近等特征,同时结合双通道短时互谱法,提出了一种基于方位走向的潜艇目标回波亮点特征提取方法.首先,采用双通道短时互谱法提取目标回波方位走向特征.然后,通过采用能量判决和利用子回波方位/距离信息,对子回波序列进行分类,从而得到潜艇目标回波亮点的空间分布特征.经仿真验证,该方法与传统方法相比具有更好的鲁棒性.本文的研究结果可为分析潜艇目标声学特性与水声对抗提供参考.     

基于亮点模型的潜艇回波仿真

传统的回波建模方法是采用单亮点模型,仿真出的回波与真实潜艇回波往往有较大差别．针对单亮点模型的不足,本文采用多亮点模型来实现潜艇回波仿真,构造了一个6亮点的回波模型。从仿真结果看．它与单亮点回波模型相比,能更充分地体现潜艇这一扩展目标所造成的回波脉宽延伸和幅度起伏特性．并与实际潜艇回波相吻合。     

基于攻潜深弹自导系统的目标特性分析方法

深弹的攻潜弹道是一条由水面向水底运动的曲线。对深弹的自导系统而言,其探测的目标——潜艇就始终处于自导系统的下方。因此研究下视条件的潜艇目标特性是研究深弹自导系统的基础。下视条件下的潜艇目标特性一般需要考虑指挥台部分对目标强度的贡献,而传统的潜艇多目标亮点模型不适于解决下视条件下潜艇目标特性的计算问题。对此提出了一种下视条件下的潜艇多目标亮点模型为攻潜深弹自导系统的设计提供参考。通过理论分析可知,在下视条件下正横方向上,若考虑潜艇指挥台为一个目标亮点,那么在俯仰角为直角时潜艇目标强度最大。     

基于改进亮点模型的尺度目标建模技术

在近场情况下,目标相对声源作变向运动时,水下目标各个亮点运动速度已不能简单地等同于目标几何中心运动速度.针对此问题,提出了一种典型的运动目标亮点速度的解算方法,以此为基础建立了改进的目标亮点模型.计算了雷目距离、目标弦角、目标运动速度和旋转角速度对改进模型回波频谱的影响,回波频谱均出现明显的带宽展宽现象,且展宽程度受目标速度和旋转角速度影响最大.仿真结果表明,改进亮点模型能够更加逼真地模拟水下体目标的回波特性,模型是有效的.     

水下航行体分片参数化多亮点声散射预报方法研究

针对现有亮点模型预报水下航行体声散射特性精细程度不高的问题，建立能反映水下航行体真实线型以及精细声散射特征的亮点模型。采用线性插值算法和分割目标方法建立指挥台和艉部的参数化亮点模型，并采用板块元方法对建模结果进行验证。对包含指挥台和艉部在内的Benchmark潜艇模型声散射特性开展建模研究，并与BASIS方法的标准解进行对比。通过开展Benchmark缩比潜艇模型声散射湖上试验，获取Benchmark缩比潜艇模型目标强度测量结果，并与亮点模型方法进行对比。研究结果表明，建立的指挥台和艉部参数化亮点模型是准确的，将各部件的空间相位信息考虑在内，亮点模型能够预报水下航行体的精细声散射特征。研究结果对水下目标声散射快速预报具有一定的参考价值，在快速时域回波预报方面应用前景广阔。     

一种尺度目标模拟器的模拟逼真度分析

从潜艇回波特性研究一般性结论和鱼雷常用目标识别方法入手,以一种单收多发尺度目标模拟器为例,分析了尺度目标模拟器的工程模型及工程实现中的关键参数,仿真结果表明,该模拟器在多亮点结构回波的多普勒频移模拟、时延模拟和目标强度模拟等方面都存在一定的不足,还有较大的提升空间,该研究为尺度目标模拟技术的进一步优化提供了参考。     

复杂微动目标SAR仿真技术

针对基于微动特征提取的目标识别技术研究,提出了一种基于电磁散射计算的微动目标SAR回波仿真方法。该方法在完成雷达目标动态几何建模的基础上,结合目标高频电磁散射计算与距离频域回波模型,能够实现指定雷达视角和电磁参数条件下的微动复杂目标SAR回波仿真与图像模拟。结合实际情况,以螺旋桨飞机为例,研究了其SAR回波特性和成像特性,仿真结果表明该方法能够有效解决微动仿真问题。     

基于修正亮点模型的水下体目标建模技术

主动声纳照射水下复杂目标时,目标各部分将互相落到彼此沿声线照射方向上的投影区内,出现相互遮挡现象,导致预报模型失真。针对这一问题,基于光学照射投影原理,引入了遮挡系数的概念。通过对各部件间遮挡系数的推导,提出了一种简单易行的遮挡问题解决方法,对原有潜艇亮点模型进行了修正。仿真结果表明,修正亮点模型能够更加真实的反映潜艇回波情况,试验数据也验证了模型的有效性。     

水下目标回波亮点高分辨方位估计与仿真

水下目标回波亮点识别技术是现代声纳系统与水声对抗的一个极为重要的组成部分。基于单源方位精估的短脉冲切割方法,对于发射信号为长脉冲以及正横中轴方位下的目标回波亮点方位估计效果较差。因此研究基于多源的水下目标回波亮点高分辨方位估计方法具有重要的应用价值。本文重点研究了水下目标回波亮点高分辨方位估计方法,首先采用基于共轭倒序阵盖氏圆准则的方法对目标回波进行解相干和亮点数估计,然后在此基础上进行目标回波空间谱估计以获得目标亮点的方位。在具体仿真过程中,采用板块元散射方法仿真目标回波,并在此基础上进行高分辨方位估计,取得了较好的仿真效果。结果表明,本文的研究对于正横中轴方位的潜艇目标识别具有一定的应用价值。     

水下小尺度目标宽带亮点回波建模及实验验证

准确、有效的目标回波模型是声纳目标,特别是小尺度目标探测与识别的基础.基于声纳目标亮点回波3参数模型以及时域特征分析在声纳目标探测与识别中的有效性,将反映目标回波时域特征的参量作为声纳目标回波模型的建模参数,优化了目标亮点回波模型.针对单频水声探测在小尺度目标识别中无法兼顾距离与精度的局限性,提出了基于频带划分算法的宽带回波模型建模方法,为水下小尺度目标的宽带探测与识别提供了理论基础.通过设计验证试验,将所建模型仿真数据与实物模型消声水池试验回波数据进行对比分析,结果表明,模型仿真回波与试验回波数据具有一致性,验证了所建回波模型的准确性与有效性.     

基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法

考虑工作在近场区的水中兵器声探测系统目标特性建模的需求,提出了一种基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法。本方法首先对目标物进行面元划分,使得每一个面元相对于换能器均工作在远场区,之后通过换能器的指向性确定目标物属于亮区的面元,最后应用亮点法对于每个面元的回波进行预测并叠加,最终获得水下近场目标物的回波信息。本文通过对椭球目标物进行建模,且模拟了其在侧弦90°入射和侧弦30°入射2种情况的回波,并与真实情况下回波信号进行对比,结果显示,采用该方法所建的模型在近场情况下可有效模拟回波的幅值、时延和脉宽等信息,并对于回波波形具有一定的模拟精度。     

基于目标空间尺度特征末程识别潜艇和诱饵的方法研究

阐述了互谱定向技术与能量积分定距技术的基本原理,提出了结合这2种技术精确提取末程目标空间尺度回波特征信息的方法。在此基础上,深入分析了悬浮式诱饵、拖曳式诱饵和潜艇的空间尺度特征,并采用获取的鱼雷攻击点源靶、水平尺度靶和空间尺度靶的试验数据进行了仿真验证,结果表明,精确提取目标空间尺度回波特征信息是可以在末程有效对抗声诱饵并识别潜艇的。     

基于方位走向法和互谱法的水中目标识别

阐述基于目标方位走向法的目标识别理论,提出利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标尺度信息的方法。最后通过计算机仿真给出在不同攻击条件下,鱼雷对潜艇目标进行尺度识别的估计量、估计方差并进行相应的分析。     

基于矢量磁力仪阵列的水下磁性目标警戒系统

为提高水下磁性目标的预警成功率,设计一种基于阵列矢量磁力仪的磁性目标探测方法.按照理论推导与仿真相结合的方式,对阵列坐标系下磁性目标磁异常信号特征进行分析,推导目标距离计算方法,以某典型磁性目标为探测对象,对目标运动磁异常特征进行仿真,得出阵列间距与探测距离的关系.仿真结果表明:该设计具有一定的实用性,可为后续特定海区的水下磁性目标预警提供参考.     

地磁场中潜艇运动感应静电场建模

地磁场中的金属壳体潜艇在航行时会产生感应电动势,从而产生感应静电场,将潜艇简化为长椭球壳,分别建立了潜艇处于浮航和潜航两种状态下的运动感应静电场模型,给出了电场三分量表达式;以美海国军洛杉矶级潜艇为例进行了感应电场的仿真计算,获得了两种状态下潜艇水下电场分布,仿真结果表明:感应电场在潜艇附近量值较大,随距离衰减明显。     

水下主动声引信回波集成检测方法

针对水下主动声引信在复杂的自然干扰下难以准确检测的问题,结合目标回波信号与混响等干扰的各种宏观和微观信息,一方面利用改进的经验模式分解方法对引信系统接收的原始信号进行处理,得到不同模态的本征模式分量,以实现目标回波与混响的分离;另一方面利用本征模式分量得到瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量,将瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量进行组合,构建集成检测器,实现对水下主动声引信的优化检测。试验结果表明,与基于常规能量检测和瞬时频率方差检测方法相比,该方法具有更好的检测性能。