基于多普勒特性的动目标检测方法研究

发布时间：2020-06-11 12:17

【摘要】：由于水下目标探测技术的发展,声纳波形也从单一的正弦脉冲发展成CW脉冲、调频信号、相位编码和脉冲串组合等多种形式。主动声纳可以使用多种信号形式,每种信号在抗混响、抗多途、抗多普勒频移、降低旁瓣响应、提高分辨率等方面的特性均不同。相位编码具有较高的抗截获、抗干扰和时频分辨率,但是相位编码是多普勒敏感信号,当运动目标的速度未知,由于多普勒频偏的影响将导致目标回波与样本失配,从而降低匹配滤波器的测距精度以及它的检测性能,并且由于匹配滤波的输出具有较高的距离旁瓣以及多普勒谱泄漏的存在,这些问题都将导致声纳系统检测性能下降。本论文针对目标回波超多普勒容限的情况,对基于低旁瓣匹配滤波器组的动目标检测方法和基于全相位谱分析的动目标检测方法进行了研究。首先分析信号波形在动目标检测中的性能。利用信号模糊图分析CW脉冲信号、线性调频信号(LFM)、双曲线调频信号(HFM)和相位编码信号(M序列)的时延分辨力、频移分辨力以及多普勒容忍性。其次研究了基于低旁瓣匹配滤波器组的动目标检测方法。利用匹配滤波器组的检测方法对动目标进行处理,然后针对旁瓣较高导致弱目标主瓣被淹没的问题进行旁瓣抑制,包括直接加窗加权法、IRSL(迭代加权最小二乘)旁瓣抑制方法、解卷积旁瓣抑制方法,最后对几种算法进行了仿真和海试数据处理。最后针对谱泄漏可能造成动目标丢失的问题,研究了基于全相位谱分析的动目标检测方法。与传统的FFT算法相比,全相位FFT在抑制谱泄漏方面具有优良的性能,有利于将微弱的信号谱与泄漏谱区别开,尤其是在强噪声的干扰下,可以达到微弱信号谱不被噪声淹没的目的,最后对上述算法进行了仿真和海试数据处理。
【图文】：

CW脉冲信号的功率谱和短时傅里叶分析结果

CW脉冲信号的模糊图、频移时延平面、时间轴剖面和频率轴剖面
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB56

【参考文献】

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本文编号：2707893