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声纳阵列信号处理技术PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：杜选民，周胜增，高源着
• 出 版 社：北京：电子工业出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787121336494
• 页数：248 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：铁道概论下一篇：洛栾高速公路嵩县至嵩县段工程竣工验收 第3册 工程决算、竣工决算、审计、竣工数量表 《声纳阵列信号处理技术》目录 标签：声纳 信号处理 选民 阵列 信号

第1章 声场概述1

1.1 引言1

1.2 声波的基本概念1

1.3 声学基本物理量1

1.4 理想流体介质中小振幅波传播的基本规律2

1.4.1 理想流体介质2

1.4.2 连续性方程3

1.4.3 状态方程3

1.4.4 运动方程4

1.4.5 波动方程4

1.4.6 速度势函数4

1.4.7 亥姆霍兹方程5

1.4.8 三种不同坐标系下亥姆霍兹方程求解5

1.4.9 线性滤波器理论框架下波动方程求解9

1.4.10 介质特性阻抗11

1.5 分层介质中的波传播11

1.5.1 平行平面层中波传播的一般关系11

1.5.2 边界条件12

1.5.3 硬底均匀浅海声场12

1.5.4 液态海底均匀浅海声场14

1.6 声场传播基本模型15

1.7 声学工具16

1.8 本章小结17

参考文献17

第2章 基阵理论基础18

2.1 引言18

2.2 基阵的主要性能参数18

2.2.1 常见的基阵类型18

2.2.2 主要性能参数18

2.3 均匀线列阵21

2.3.1 基阵响应（指向性函数）22

2.3.2 乘积定理24

2.3.3 幅度加权25

2.3.4 波束扫描25

2.3.5 离散空间傅里叶变换27

2.3.6 宽带声源29

2.4 均匀平面阵29

2.5 圆形阵30

2.6 双线列阵31

2.7 三元组线列阵33

2.8 四元组线列阵35

2.9 本章小结36

参考文献37

第3章 阵列信号模型38

3.1 引言38

3.2 基阵信号与噪声38

3.2.1 空间信号38

3.2.2 基本假设条件39

3.2.3 信号的窄带假设和解析表示42

3.2.4 基阵噪声假设45

3.3 阵列信号模型46

3.3.1 基阵的阵列流形与模糊46

3.3.2 基阵的离散时间信号模型48

3.3.3 信号的空间采样49

3.3.4 采样数据50

3.4 波束形成52

3.4.1 波束响应52

3.4.2 输出信噪比54

3.5 空间匹配滤波器55

3.5.1 空间匹配滤波器介绍55

3.5.2 阵元间距56

3.5.3 阵列孔径和角度分辨率58

3.6 本章小结59

参考文献59

第4章 矢量水听器阵列处理技术60

4.1 声场中的振速信息60

4.1.1 平面波声场声学欧姆定律60

4.1.2 各向同性噪声场中矢量水听器测量模型61

4.2 矢量水听器的种类62

4.2.1 声场振速的测量方法62

4.2.2 矢量水听器的种类62

4.2.3 几种矢量水听器63

4.3 单矢量水听器探测技术67

4.3.1 单矢量水听器的自然指向性67

4.3.2 矢量水听器指向性的电子旋转67

4.3.3 单个矢量水听器的测向方法68

4.4 矢量水听器线列阵技术68

4.4.1 矢量波束形成68

4.4.2 矢量线列阵测向研究70

4.4.3 目标跟踪算法研究71

4.4.4 矢量线列阵的增益71

4.4.5 矢量水听器线列阵校正78

4.5 矢量拖线列阵技术82

4.5.1 拖曳用矢量水听器82

4.5.2 矢量水听器的姿态稳定技术84

4.5.3 矢量拖线列阵拖曳噪声研究84

4.5.4 拖曳试验数据处理88

4.6 矢量时间反转镜91

4.6.1 时反聚焦原理91

4.6.2 声压时反镜聚焦理论92

4.6.3 矢量时反聚焦理论92

4.6.4 时反镜的聚焦稳健性93

4.7 本章小结93

参考文献93

第5章 自适应波束形成与噪声抵消技术95

5.1 引言95

5.2 常规波束形成技术95

5.2.1 窄带相移波束形成95

5.2.2 宽带波束形成96

5.3 分裂阵波束形成技术97

5.3.1 分裂阵参考阵元选取97

5.3.2 分裂阵互相关检测99

5.3.3 半波束相位单元化处理101

5.4 自适应波束形成技术108

5.4.1 MVDR波束形成技术108

5.4.2 MUSIC算法109

5.4.3 计算机仿真110

5.4.4 快速收敛MVDR算法112

5.4.5 海试数据处理结果115

5.4.6 自适应波束形成改进的研究方向115

5.5 自适应噪声抵消技术116

5.5.1 自适应噪声抵消技术的基本原理116

5.5.2 基于LMS算法的自适应噪声抵消117

5.5.3 AIC技术在拖船噪声抵消中的应用118

5.5.4 逆波束形成拖船干扰抵消121

5.6 本章小结124

参考文献124

第6章 声纳被动定位技术127

6.1 引言127

6.2 三角定位法127

6.2.1 基本原理127

6.2.2 误差分析128

6.2.3 实现方法129

6.3 三点／四点测距130

6.3.1 基本原理131

6.3.2 误差分析132

6.3.3 实现方法133

6.4 聚焦波束形成定位134

6.4.1 基本原理134

6.4.2 理论计算135

6.4.3 实现方法136

6.4.4 高分辨聚焦波束形成方法137

6.4.5 工程应用考虑139

6.5 匹配场处理140

6.5.1 概述140

6.5.2 匹配场处理技术简介141

6.5.3 匹配场处理发展142

6.5.4 匹配场数据模型143

6.5.5 匹配场处理仿真145

6.5.6 匹配场处理存在问题148

6.6 基于波导不变量的被动定位150

6.6.1 问题的提出150

6.6.2 干涉现象的产生机理151

6.6.3 波导不变量β153

6.6.4 仿真实验154

6.6.5 基于波导不变量的快速被动估距技术156

6.7 多途定位159

6.7.1 多途定位基本原理159

6.7.2 计算机仿真160

6.8 本章小结163

参考文献163

第7章 目标运动分析165

7.1 引言165

7.2 多基阵联合的被动纯方位目标运动分析166

7.2.1 常规单基阵纯方位TMA166

7.2.2 双基阵被动纯方位TMA的数据融合模型168

7.2.3 仿真计算171

7.3 利用多维信息的被动目标跟踪性能研究174

7.3.1 基本概念174

7.3.2 方位—频率TMA及多阵纯方位TMA的最大似然估计177

7.3.3 仿真计算180

7.4 本章小结183

参考文献184

第8章 空时自适应处理186

8.1 引言186

8.2 混响空时分布特性186

8.2.1 主动拖曳线列阵声纳187

8.2.2 海试混响空时分布特性188

8.2.3 主动声纳检测背景分析189

8.3 STAP原理介绍191

8.3.1 空时数据结构191

8.3.2 全维STAP处理方法194

8.3.3 降维STAP处理方法195

8.4 STAP数据处理结果验证201

8.5 STAP在被动声纳中的应用205

8.5.1 空一频二维自适应处理205

8.5.2 仿真处理206

8.6 本章小结207

参考文献208

第9章 新型声纳信号处理技术209

9.1 引言209

9.2 模基信号处理209

9.2.1 卡尔曼滤波技术210

9.2.2 MBSP在水声信号处理中的应用方向211

9.2.3 模基信号处理小结214

9.3 多输入多输出声纳处理214

9.3.1 MIMO声纳原理215

9.3.2 MIMO声纳数学模型215

9.3.3 MIMO声纳特点217

9.3.4 MIMO声纳正交波形219

9.3.5 MIMO声纳等效虚拟阵227

9.3.6 MIMO声纳指向性229

9.3.7 MIMO声纳波束形成233

9.3.8 MIMO声纳信号处理小结233

9.4 连续波主动声纳处理234

9.4.1 研究现状235

9.4.2 直达波干扰抑制236

9.4.3 CAS发射信号237

9.4.4 基于差拍一分数阶傅里叶变换的CAS回波检测算法242

9.4.5 小结247

9.5 本章小结247

参考文献247

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摘要：本文深入探讨了“声纳阵列信号处理技术.pdf电子书版文档下载”这一主题，从技术原理、应用领域、发展现状和未来趋势四个方面进行了详细阐述，旨在为读者提供一个全面了解声纳阵列信号处理技术的视角。

1、技术原理

声纳阵列信号处理技术是利用声波在水中传播的特性，通过声纳阵列接收和处理声波信号，实现对水下目标的探测、定位和跟踪。该技术涉及声波传播理论、信号处理算法、阵列信号处理等多个领域。声纳阵列信号处理技术的基本原理包括声波发射、声波传播、声波接收和信号处理等环节。

声波发射是通过声纳阵列中的换能器将电信号转换为声波，声波在水中传播时，遇到目标物会发生反射，反射回来的声波被阵列中的换能器接收。接收到的声波信号经过放大、滤波等预处理后，进入信号处理模块进行进一步处理。

信号处理模块主要包括信号去噪、信号增强、目标检测、目标跟踪等功能。通过这些处理，可以实现对水下目标的准确探测、定位和跟踪。

2、应用领域

声纳阵列信号处理技术在军事、海洋资源开发、海洋环境监测等多个领域具有广泛的应用。在军事领域，声纳阵列信号处理技术可以用于潜艇的隐蔽性探测、敌方舰艇的跟踪和定位等。在海洋资源开发领域，声纳阵列信号处理技术可以用于海底资源的勘探、油气田的监测等。在海洋环境监测领域，声纳阵列信号处理技术可以用于海洋生态系统监测、海洋污染监测等。

随着科技的不断发展，声纳阵列信号处理技术的应用领域还在不断拓展。例如，在海洋工程领域，声纳阵列信号处理技术可以用于海底管道的铺设、海底电缆的维护等。

此外，声纳阵列信号处理技术在海洋科学研究、水下考古等领域也具有重要作用。

3、发展现状

近年来，随着计算机技术、信号处理技术和材料科学的快速发展，声纳阵列信号处理技术取得了显著进展。在技术方面，新型声纳阵列、高性能信号处理器、先进的信号处理算法等不断涌现，提高了声纳阵列信号处理技术的性能和可靠性。

在应用方面，声纳阵列信号处理技术已广泛应用于军事、海洋资源开发、海洋环境监测等多个领域，并取得了显著成果。同时，国内外众多研究机构和企业在声纳阵列信号处理技术方面进行了大量研究，推动了该技术的快速发展。

然而，声纳阵列信号处理技术仍面临一些挑战，如声波传播环境的复杂多变、信号处理算法的优化、水下目标的识别和跟踪等。这些问题需要进一步研究和解决。

4、未来趋势

未来，声纳阵列信号处理技术将朝着以下方向发展：一是提高声纳阵列的分辨率和灵敏度，以实现对水下目标的更精确探测和跟踪；二是发展新型信号处理算法，提高信号处理效率和准确性；三是拓展声纳阵列信号处理技术的应用领域，如水下通信、水下机器人等。

此外，随着人工智能、大数据等技术的快速发展，声纳阵列信号处理技术将与这些技术深度融合，为水下探测、监测等领域提供更强大的技术支持。

总结：

声纳阵列信号处理技术作为一项重要的水下探测技术，在军事、海洋资源开发、海洋环境监测等领域具有广泛的应用前景。本文从技术原理、应用领域、发展现状和未来趋势四个方面对声纳阵列信号处理技术进行了详细阐述，旨在为读者提供一个全面了解该技术的视角。

随着科技的不断发展，声纳阵列信号处理技术将不断取得突破，为水下探测、监测等领域提供更强大的技术支持。

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