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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(chǎng)特征的檢測(cè)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(chǎng) 16
2.1.1 球體散射聲場(chǎng)基本理論 17
2.1.2 球體的前向散射聲場(chǎng)特征分析 19
2.2 球殼體的前向散射聲場(chǎng) 22
2.2.1 球殼聲散射的基本理論 23
2.2.2 前向散射聲場(chǎng)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(zhǎng)圓柱殼體的散射模型 28
2.4 復(fù)雜目標(biāo)遠(yuǎn)場(chǎng)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(duì)計(jì)算結(jié)果的影響 34
2.4.4 Benchmark模型計(jì)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(cè)量方法 42
2.6.1 前向目標(biāo)強(qiáng)度測(cè)量原理 43
2.6.2 測(cè)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(chǎng)算法 54
3.1.3 球體目標(biāo)的前向散射現(xiàn)象 56
3.2 簡(jiǎn)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(jì)算 60
3.2.3 前向散射聲場(chǎng)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(duì)計(jì)算結(jié)果影響分析 67
3.3.4 虛源分布形式對(duì)散射場(chǎng)計(jì)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(chǎng)特征 74
4.1 前向散射聲場(chǎng)到達(dá)能量分布 74
4.1.1 前向散射探測(cè)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(chǎng)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(hào)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(chǎng)擾動(dòng)理論 98
4.4.1 聲場(chǎng)擾動(dòng)波動(dòng)理論 98
4.4.2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的聲場(chǎng)干涉理論 100
4.5 前向散射聲場(chǎng)擾動(dòng)隨深度變化規(guī)律 101
4.5.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法 101
4.5.2 不同信號(hào)的前向散射聲場(chǎng)擾動(dòng) 102
4.5.3 前向散射聲場(chǎng)擾動(dòng)隨深度變化規(guī)律 105
4.6 前向散射聲場(chǎng)擾動(dòng)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(cè)量方法 107
4.6.3 聲場(chǎng)擾動(dòng)特征 108
4.6.4 前向散射聲場(chǎng)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(chǎng)特征檢測(cè)方法 113
5.1 目標(biāo)前向散射聲場(chǎng)包絡(luò)特征檢測(cè)方法 114
5.1.1 信號(hào)包絡(luò)檢測(cè)方法原理 114
5.1.2 海浪對(duì)接收信號(hào)包絡(luò)的影響 117
5.1.3 包絡(luò)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 119
5.2 前向散射相位特征檢測(cè)方法 120
5.2.1 相位突變檢測(cè)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(cè)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(shí)反處理方法 131
5.4.4 時(shí)反聲場(chǎng)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(cè)方法 137
6.1 前向散射聲場(chǎng)的主分量分析方法 137
6.1.1 空域聲場(chǎng)響應(yīng)特征分解方法原理 138
6.1.2 聲場(chǎng)響應(yīng)異常實(shí)驗(yàn)方法 140
6.1.3 聲場(chǎng)響應(yīng)測(cè)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(chǎng)處理的直達(dá)波抑制方法 146
6.2.1 匹配場(chǎng)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(chǎng)增強(qiáng)特征 153
6.4 基于頻域子空間投影的恒虛警檢測(cè)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(jì)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(chǎng)特征在目標(biāo)距離估計(jì)中的應(yīng)用 184
7.1 基于前向散射聲場(chǎng)擾動(dòng)特征的目標(biāo)距離估計(jì) 184
7.1.1 前向散射距離估計(jì)原理 184
7.1.2 前向散射距離估計(jì)結(jié)果 186
7.2 基于目標(biāo)信號(hào)相對(duì)時(shí)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(dòng)干擾源討論 196
7.3 基于前向散射信號(hào)時(shí)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(shí)延特征的目標(biāo)距離估計(jì)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(chǎng)變異特征及其檢測(cè)方法 219
8.1 源致內(nèi)波流場(chǎng)與聲場(chǎng)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(duì)聲場(chǎng)變異的影響 231
8.3.3 演化時(shí)間對(duì)聲場(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)性能評(píng)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