目錄
第二版前言
第一版前言
第1章概述 1
1.1 前向散射的含義 1
1.2 自由空間目標(biāo)聲散射模型 3
1.3 水聲信道中目標(biāo)的前向散射模型 5
1.4 目標(biāo)前向散射聲場特征的檢測方法 7
1.5 本書主要內(nèi)容 9
參考文獻(xiàn) 11
第2章 自由空間典型目標(biāo)體前向聲散射模型及其特征 16
2.1 球體的前向散射聲場 16
2.1.1 球體散射聲場基本理論 17
2.1.2 球體的前向散射聲場特征分析 19
2.2 球殼體的前向散射聲場 22
2.2.1 球殼聲散射的基本理論 23
2.2.2 前向散射聲場特征分析 24
2.3 橢球體的散射函數(shù) 26
2.3.1 等效柱方法的基本理論 26
2.3.2 有限長圓柱殼體的散射模型 28
2.4 復(fù)雜目標(biāo)遠(yuǎn)場聲散射模型 31
2.4.1 虛擬球面聲散射原理 32
2.4.2 球諧波展開模型 33
2.4.3 球心位置對計算結(jié)果的影響 34
2.4.4 Benchmark模型計算結(jié)果 36
2.5.3 數(shù)值算例 40
2.5.4 機(jī)理解釋 41
2.6 前向散射目標(biāo)強(qiáng)度測量方法 42
2.6.1 前向目標(biāo)強(qiáng)度測量原理 43
2.6.2 測量結(jié)果 45
2.7 本章小結(jié) 49
參考文獻(xiàn) 49
第3章 水聲信道目標(biāo)前向聲散射的經(jīng)典模型 51
3.1 波數(shù)積分–散射函數(shù)耦合模型 51
3.1.1 模型原理概述 52
3.1.2 快速場算法 54
3.1.3 球體目標(biāo)的前向散射現(xiàn)象 56
3.2 簡正波–散射函數(shù)耦合模型 58
3.2.1 基本原理 58
3.2.2 前向散射聲吶方程近似計算 60
3.2.3 前向散射聲場仿真 62
3.3 波數(shù)積分–虛源耦合模型 65
3.3.1 基本原理 65
3.3.2 波數(shù)積分–虛源耦合模型特點(diǎn) 66
3.3.3 虛源數(shù)量對計算結(jié)果影響分析 67
3.3.4 虛源分布形式對散射場計算結(jié)果的影響 70
3.4 本章小結(jié) 71
參考文獻(xiàn) 72
第4章 水聲信道目標(biāo)前向散射聲場特征 74
4.1 前向散射聲場到達(dá)能量分布 74
4.1.1 前向散射探測區(qū)域 75
4.1.2 前向散射頻移特征 79
4.2 前向散射引起的聲場模態(tài)變化 82
4.2.1 Pekeris 波導(dǎo)中的模態(tài)耦合 83
4.3.1 直達(dá)波的角度到達(dá)結(jié)構(gòu) 86
4.3.2 前向散射波的角度到達(dá)結(jié)構(gòu) 91
4.3.3 接收信號的角度到達(dá)結(jié)構(gòu) 95
4.3.4 湖上實(shí)驗(yàn) 97
4.4 目標(biāo)前向散射聲場擾動理論 98
4.4.1 聲場擾動波動理論 98
4.4.2 運(yùn)動目標(biāo)的聲場干涉理論 100
4.5 前向散射聲場擾動隨深度變化規(guī)律 101
4.5.1 實(shí)驗(yàn)測量方法 101
4.5.2 不同信號的前向散射聲場擾動 102
4.5.3 前向散射聲場擾動隨深度變化規(guī)律 105
4.6 前向散射聲場擾動隨目標(biāo)距離變化規(guī)律 106
4.6.1 理論分析方法 106
4.6.2 實(shí)驗(yàn)測量方法 107
4.6.3 聲場擾動特征 108
4.6.4 前向散射聲場異常規(guī)律 110
4.7 本章小結(jié) 111
參考文獻(xiàn) 111
第5章 基于水聲信道響應(yīng)的前向散射聲場特征檢測方法 113
5.1 目標(biāo)前向散射聲場包絡(luò)特征檢測方法 114
5.1.1 信號包絡(luò)檢測方法原理 114
5.1.2 海浪對接收信號包絡(luò)的影響 117
5.1.3 包絡(luò)檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果 119
5.2 前向散射相位特征檢測方法 120
5.2.1 相位突變檢測基本原理 120
5.2.2 相位突變實(shí)驗(yàn)結(jié)果 121
5.3 聲波到達(dá)結(jié)構(gòu)異常特征檢測方法 122
5.3.1 聲波到達(dá)結(jié)構(gòu)垂直陣提取方法 122
5.3.2 聲波到達(dá)結(jié)構(gòu)特征 123
5.4.3 實(shí)驗(yàn)及虛擬時反處理方法 131
5.4.4 時反聲場異常特征提取結(jié)果 133
5.5 本章小結(jié) 135
參考文獻(xiàn) 135
第6章 基于直達(dá)波抑制的前向散射特征檢測方法 137
6.1 前向散射聲場的主分量分析方法 137
6.1.1 空域聲場響應(yīng)特征分解方法原理 138
6.1.2 聲場響應(yīng)異常實(shí)驗(yàn)方法 140
6.1.3 聲場響應(yīng)測量結(jié)果 142
6.1.4 不同深度特征提取仿真 144
6.2 基于匹配場處理的直達(dá)波抑制方法 146
6.2.1 匹配場抑制原理 146
6.2.2 直達(dá)波抑制仿真 148
6.3 基于自適應(yīng)相消原理的增強(qiáng)方法 149
6.3.1 自適應(yīng)相消基本原理 149
6.3.2 湖上實(shí)驗(yàn)分析 151
6.3.3 前向散射聲場增強(qiáng)特征 153
6.4 基于頻域子空間投影的恒虛警檢測方法 157
6.4.1 廣義似然比原理 157
6.4.2 數(shù)值仿真 163
6.4.3 性能分析 165
6.4.4 湖上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 166
6.5 低旁瓣脈沖壓縮濾波器設(shè)計方法 167
6.5.1 旁瓣抑制表述 168
6.5.2 最佳累積旁瓣抑制濾波器 169
6.5.3 最佳峰值旁瓣抑制濾波器 170
6.5.4 仿真結(jié)果 171
6.5.5 性能分析及討論 172
參考文獻(xiàn) 181
第7章 前向散射聲場特征在目標(biāo)距離估計中的應(yīng)用 184
7.1 基于前向散射聲場擾動特征的目標(biāo)距離估計 184
7.1.1 前向散射距離估計原理 184
7.1.2 前向散射距離估計結(jié)果 186
7.2 基于目標(biāo)信號相對時延的定位方法 189
7.2.1 干擾背景下定位原理 189
7.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果 193
7.2.3 移動干擾源討論 196
7.3 基于前向散射信號時延特征的目標(biāo)跟蹤方法 197
7.3.1 跟蹤方法原理 197
7.3.2 水池實(shí)驗(yàn)跟蹤結(jié)果 201
7.3.3 基于時延特征的目標(biāo)距離估計基本原理 203
7.4 基于變異聲線提取的目標(biāo)定位方法 204
7.4.1 基本原理 204
7.4.2 數(shù)據(jù)處理結(jié)果 206
7.5 基于遷移學(xué)習(xí)的前向散射目標(biāo)定位方法 207
7.5.1 遷移學(xué)習(xí)基本原理 208
7.5.2 數(shù)值仿真 211
7.5.3 性能分析 214
7.6 本章小結(jié) 216
參考文獻(xiàn) 217
第8章 源致內(nèi)波聲場變異特征及其檢測方法 219
8.1 源致內(nèi)波流場與聲場研究進(jìn)展 219
8.1.1 源致內(nèi)波分類 219
8.1.2 研究進(jìn)展 220
8.3.2 內(nèi)波距離對聲場變異的影響 231
8.3.3 演化時間對聲場變異的影響 233
8.4 基于聲強(qiáng)變異特征增強(qiáng)的水下目標(biāo)探測方法 237
8.4.1 基于主分量特征重構(gòu)方法基本原理 237
8.4.2 湖上實(shí)驗(yàn) 239
8.5 水下目標(biāo)透射式聲探測的工作深度優(yōu)化方法 241
8.5.1 水下目標(biāo)二維概率分布 241
8.5.2 探測性能評估與工作深度優(yōu)化 242
8.5.3 數(shù)值仿真 243
8.6 本章小結(jié) 245
參考文獻(xiàn) 246