水下目标的声纳回波数据仿真

对水下静态小目标的声纳回波信号进行了仿真研究。针对水下静态小目标中典型的圆柱壳体加球冠形头部的结构,建立了该类目标声纳回波信号的亮点模型,以及声纳系统走航探测时的动态数据模型。在计算仿真数据时,将模型化的目标回波数据与真实的水声背景混响数据相融合,更真实的模拟实际情况。通过与湖海试实验结果的对比,该模型仿真效果良好,可以为声纳信号处理、水下目标识别等方面的研究提供支持。     

基于板块元法的水下目标回波亮点仿真

针对传统亮点模型模拟水下目标回波亮点精确度不高的问题,给出了一种运用板块元法仿真实现目标回波亮点的方法。采用建模软件对潜艇模型进行精确几何建模,运用板块元法计算了潜艇目标的高频回波数据。仿真结果表明：该方法可以更真实地反应水下目标的回波亮点特性,为水下目标的探测与识别提供数据支持。     

鱼雷弹道仿真中潜艇体目标建模与应用研究

在鱼雷弹道仿真中，常见将目标作为质点处理。这样虽能简化问题，在鱼雷古典导引律研究及鱼雷自导系统远距捕获目标概率研究等方面较为可行，但对于鱼雷近程探测、跟踪及攻击弹道仿真却不适宜，尤其是精确制导弹道的仿真。该文在研究声自导鱼雷末弹道特性的基础上，提出了针对潜艇目标的艏、艉二亮点特征的椭球体目标建模方法，将目标几何模型与声学模型结合起来。此模型已在若干仿真工程中得到了验证和应用。     

一种基于亮点模型的潜艇回波仿真方法

研究潜艇回波建模优化问题,为了建立精确的潜艇回波模型,并提高仿真的运算速度,提出了一种直观、快速的潜艇回波仿真方法,采用亮点模型,根据潜艇的形状,把潜艇回波等效为亮点回波的叠加,并用等效面积法来计算潜艇各亮点的遮挡,在上述基础上建立回波模型,采用梯形单频信号作为鱼雷的主动声信号,进行了潜艇目标回波的仿真,仿真结果与目标回波的基本理论相符.改进方法运算速度快,能够满足工程上模拟鱼雷主动探测的实时性要求,具有重要的应用价值.     

宽带雷达动态目标建模及仿真研究

对复杂动态目标进行回波建模是研究目标散射特性，实现雷达跟踪识别动态目标的重要基础。该文利用宽带雷达的高分辨特性，分析了宽带信号照射到运动点目标上的回波信号形式，根据高频区目标总的电磁散射是多散射中心的合成的原理，得出了宽带雷达动态复杂目标的回波模型，并针对冲击雷达信号运用该模型进行回波仿真，获得给定目标在平动及转动情况下的回波仿真信号。仿真结果较好地反映出目标特征，为进一步进行雷达目标的识别提供了理论分析依据。     

短时互谱法目标尺度识别技术研究

讨论了基于水下高频 ( 2 0～ 3 5 k Hz)目标回波亮点的分裂波束目标尺度识别方法。提出了利用分裂波束双通道短时互谱算法提取水下目标亮点回波方位特征的算法 ,给出了目标回波方位走向的线性拟合估计及目标视在空间张角的估计方法 ,推导了目标视在张角估计方差 ,并进行了计算机仿真。仿真结果表明 :对于目标长度为1 0 0 m、发射信号 ( CW)的脉宽为 40～ 5 0 ms、舷角为 2 0～ 40°、信噪比为 1 0 d B时 ,分裂波束短时互谱法目标尺度识别性能良好     

小波分析和神经网络在水下目标识别中的研究

研究水下目标识别问题.由于环境因素的影响,采集到的水下目标回波信号中含有大量噪声且信号频率范围大,传统方法不能有效提取信号特征导致水下目标识别率低.为了提高水下目标识别的准确率,提出一种基于小波分析和BP神经网络组合的水下目标识别方法(W-BPNN).采用小波对水下目标回波信号进行去噪处理,滤除噪声信号.通过小波包对信号的特征进行提取,提取出最能反映目标本质性质的特征向量,对提取的特征向量作为BP神经网络的输入进行识别.为了验证W-BPNN算法有效性,在Matlab平台上对3类水下目标进行了仿真.结果表明,相对于传统识别算法,W-BPNN获得了更高的识别准确率,证明是有效的水下目标识别方法.     

声纳目标模拟系统设计与仿真

为快捷检测声纳系统工作状态.在分析水下目标回波特性的基础上,以十字阵为例推导了水下目标运动轨迹公式、回波仿真模型及噪声仿真方法.在VC++环境下开发卢纳目标模拟系统的仿真软件.通过与声纳系统的联词,给出仿真数据与实测数据的对比结果,数据误差在声纳系统允许范围之内.试验结果验证了设计方法的有效性.     

水下多目标信号源的研制

针对水下多目标定位及跟踪技术的要求，设计并研制了一种用于水池试验、能够同时模拟输出多个水下目标反射回波或目标多亮点回波的多目标信号源；解决了信号源多通道独立、联合信号输出问题，实现了长数据的不间断输出和并通道输出波形、通道参数的实时可控；试验表明该信号源可同步模拟4个动态目标的方位、速度、距离等回波信息或目标亮点。实时性好，使用方便，且具有一定的通用性。     

高频信号一致性比较方法研究

在抗干扰仿真系统的模型验证过程中,制定了规范的模型验证流程,设计了采集模型验证所需数据的试验方案,完成数据采集与数据处理工作.为了验证目标模型和导引头模型的正确性,提出了半实物仿真试验与信号级数学仿真试验导引头输出的目标回波信号一致性的验模比较方案,由于目标回波信号是随机高频信号,利用传统的误差分析、频谱分析、小波变换等方法无法解决其一致性对比的问题.为此,进行了大量的理论分析与数据分析的工作,提出了根据信号的物理特性提取信号特征方法,开展高频信号的一致性比较研究,结果表明不仅有效解决了高频信号的一致性比较问题,而且具有很好的可信性.为有效的解决抗干扰仿真系统的模型可信性提供了技术支撑.     

相关法目标距离估计仿真技术研究

对主动水声探测设备来说，目标距离是最重要的估计参数，随着计算机技术的发展，仿真技术在目标测距研究中得到了越来越广泛的应用。文中介绍了一种对相关法目标距离估计方法进行数字仿真研究的新方法。采用以任意型离散阵和LFM信号为基础的目标回波信号的多亮点模型，并通过6元线列阵作为接收基阵进行接收。在不同的多普勒频移的情况下，分别在不同的信噪比上进行了目标距离的相关仿真估计。在此基础上编制了仿真软件，进行了大量的仿真试验，试验的结果验证了所提方法的实用性和有效性。     

基于相参脉冲串的多普勒雷达回波仿真

雷达回波是一切雷达信号处理和系统性能评估的基础,由于目标处于复杂的环境背景之下,所以雷达接收机端除了接收到真实目标的有用回波外,还将混入环境杂波以及接收机内部的噪声信号。利用Simulink工具箱丰富的信号发生及处理模块,对包括目标回波、噪声以及环境杂波等信号的脉冲多普勒雷达回波进行了仿真。通过在相参脉冲串雷达信号中加入目标RCS幅度起伏和延迟信息以及多普勒信息,进行仿真了目标的回波信号。同时,在对分布函数分析的基础上,由Simu-link基本模块产生的均匀分布信号作相应变换与处理,分别得到满足各种分布的典型雷达噪声。并对环境杂波和各种回波信号进行仿真。仿真结果与理论分析相一致,证明对雷达回波的有效性为信号的处理和分析提供了保障。     

基于卷积神经网络的雷达目标检测方法

雷达目标检测近年来一直是雷达信号处理中的重要任务,在探测监控等安全领域中有非常重要的作用;针对传统恒虚警目标检测方法存在的环境适应能力较弱、复杂地形环境下雷达虚警数量急剧上升等问题,提出一种基于卷积神经网络的雷达目标检测方法;以雷达回波信号数据处理后得到的距离-多普勒图像作为模型的训练集和测试集,设计基于FasterR-CNN结构的雷达目标检测模型,训练模型并将测试结果与传统恒虚警目标检测算法结果相比较,所设计的模型提升了雷达目标检测正确率并较大地减少了虚警数量,这表明将卷积神经网络应用于雷达回波信号的处理任务中是可行的。     

基于稀疏分解的水下目标回波信号处理方法

针对超低信噪比的水下弱信号处理问题,基于稀疏分解理论,重点关注入射信号和回波模型等先验信息如何融入稀疏字典（过完备原子库）的构造,并结合匹配追踪方法,提出基于稀疏分解的水下回波信号处理方法。首先建立水下回波信号亮点模型,得到回波模型和入射 信号的关系,对已知的发射信号进行离散化、能量归一化以及移位处理,构造适合回波信号自身特性的过完备原子库;然后基于匹配追踪算法实现水下回波信号的稀疏分解,并将处理结果与常用的匹配滤波方法进行对比分析。仿真结果表明,本文方法不仅能精确重构出原始回波信号,而且在处理超低信噪比水下回波信号时较匹配滤波方法具有明显的优势。     

宽频鱼雷自导目标回波模拟仿真

目标模拟器是鱼雷自导系统设计的重要仪器。该文的目的是给出宽频水下目标回波信号模拟的软件仿真流程，为实际应用中目标模拟器的硬件实现提供一个较完整的软件基础。文章以宽带信号处理的理论为基础，对自导系统中常用到的各种信号和目标回波的模拟（包括目标距离、方位和速度的模拟）方法做了细致的讨论，给出了多普勒频移、时延、环境噪声和海洋混响的模拟方法和Matlab仿真结果。其中，在模拟海洋混响时采用了性能较好的椭圆滤波器。文章最后还给出了对多目标和动目标的Matlab仿真结果。结果表明实际中用硬件来模拟宽带水下鱼雷自导目标回波信号是可行的。     

杂波谱的建模与实时仿真

对于雷达制导的防空导弹武器系统，在导弹、目标相对飞行过程中，导弹接收机接收到的目标信号通常是与地杂波、海杂波或多路径信号混杂在一起的，它们是影响导弹武器低空制导性能的主要因素之一。对于射频环境仿真系统，为了评价导弹武器系统在多重杂波环境下攻击低空目标的能力，在对目标仿真的同时，也应具有模拟杂波环境的能力。故必须对杂波干扰进行建模并射频复现。文中给出了对杂波建模的基本方法，以及实现杂波谱实时计算所采取的措施。最后用实例对模型加以验证，并给出了实时仿真的结果。     

激光探测系统仿真技术研究

激光探测技术能被广泛用于自行高炮武器系统的目标探测与识别系统中。测距功能是激光探测系统中最主要的内容,但是由于目标结构复杂,仿真建模难度很大。为了解决激光测距仿真问题,以某高炮系统激光测距机为对象,提出了一种目标等效圆模型的激光探测系统方法。以目标当前时刻航路参数和跟踪误差为依据,对目标反射能量、激光发射能量、大气之间的关系建立测距与回波的仿真模型,并进行仿真。仿真结果表明,所建模型能够定性、定量反映激光测距在实际环境中的性能指标。可为防空火控系统的激光测距提供了有效手段。     

基于深度学习网络模型的端到端航迹关联

为提高雷达数据处理中航迹关联的智能性,充分利用目标的特征信息,并简化系统处理流程,提出了一种基于深度学习网络模型的端到端航迹关联算法。首先分析了基于神经网络的航迹关联存在样本细节少、处理流程繁杂的问题,然后提出了端到端的深度学习模型。该模型根据航迹关联数据的处理特征,改进了卷积神经网络结构用于特征提取,充分利用了长短期记忆网络对历史信息和将来信息的处理能力,并分析了前后航迹的关联性。在对原始数据进行卡尔曼滤波后,将全部航迹信息特征作为输入,并由基于卷积神经网络特征提取的长短期记忆深度神经网络模型直接输出航迹关联结果。仿真结果表明,提出的模型可以充分学习推演目标的多个特征信息,具有较高的航迹关联准确率,对航迹关联的智能化分析具有一定的参考价值。     

基于PCI的声纳目标模拟器设计

基于计算机仿真技术,提出了一种新的低功耗、便携式声纳目标模拟器的设计方法.建立了水下目标回波的仿真模型,使用VC开发程序产生回波数据,通过计算机PCI总线输出到外围硬件系统.给出了目标模拟器的设计参数和硬件结构,验证系统设计的实时性.给出DMA工作方式下数据传输的设计方法,可编程逻辑器件的控制逻辑和驱动程序设计,解决了数据传输连续性的关键问题.通过与声纳系统的联调实验,证明该设计能够满足声纳系统的需求,显示出该设计广阔的应用前景.