水下声信道及其复用技术

目录 丛书序 自序 第1章 绪论 1 1.1机械振动 2 1.2声波的基本概念 4 1.3声学欧姆定律 7 1.4单基地声呐系统及声信道模型 8 1.5多基地声呐系统及声信道模型 11 参考文献 12 第2章 水声信道影响要素 13 2.1发声源 13 2.1.1主动声源 13 2.1.2被动声源 14 2.2传播方式与传播损失 17 2.2.1声速梯度 17 2.2.2声能的损失 18 2.2.3界面的反射损失 20 2.2.4分层介质的射线声学 21 2.3目标强度 22 2.4水下噪声场 24 2.5声呐基阵空间增益 26 参考文献 29 第3章 水声信道基础 30 3.1平均能量信道 30 3.1.1等梯度水声信道 30 3.1.2负梯度水声信道 31 3.1.3表面声道 31 3.1.4深海声道 32 3.1.5浅海中的声能损失 34 3.2相干多途信道 35 3.2.1相干多途信道的系统函数 35 3.2.2相关器和匹配滤波器 36 3.2.3相干多途信道中的互相关 38 3.3随机时变空变信道 40 3.3.1线性时变信道的系统函数 41 3.3.2随机时变信道的系统函数 42 3.3.3 WSSUS信道的定义 42 3.3.4 WSSUS信道的散射函数和相干函数 44 3.4缓慢时变相干多途信道 45 3.5混响信道 46 3.5.1平均混响强度 46 3.5.2混响的频率扩展特性 47 3.5.3基于混响统计特性的抗混响方法 48 参考文献 48 第4章 双/多基地水声信道 49 4.1 双/多基地声呐系统概况 49 4.2多基地声呐探测模型 50 4.2.1单基地声呐探测概率模型 50 4.2.2多基地声呐探测概率模型 52 4.2.3多基地声呐探测范围 54 4.3 双/多基地水声信道特性 56 4.4平均能量信道中的多基地声呐覆盖范围 58 4.4.1探测概率特性*线 58 4.4.2多基地声呐覆盖范围定义 61 4.4.3算例分析 62 4.5直达波效应 65 4.5.1双基地直达波效应 65 4.5.2多基地直达波效应 67 4.6多基地友邻干扰 74 4.7 双/多基地目标信道 74 4.8 双/多基地混响信道 76 4.8.1 双/多基地混响模型 76 4.8.2 单/双基地混响特性对比 79 参考文献 84 第5章 双/多基地水声信道时域复用技术 85 5.1时分警戒椭圆环 85 5.1.1直达波干扰时隙分析 85 5.1.2双基地声呐警戒环 86 5.1.3多基地声呐警戒环 88 5.2基于时域复用的多基地声呐参数设计 90 5.2.1累计有效探测次数昀大化 90 5.2.2警戒区域昀大化 97 参考文献 100 第6章 双/多基地水声信道码域复用技术 101 6.1多源分辨信号选取原则与特性分析 101 6.2多基地空时码探测信号设计 102 6.2.1多基地声呐空时码探测信号设计 102 6.2.2多基地声呐空时码时反镜相关探测 103 6.2.3算例分析 107 6.3多基地低截获信号设计 110 6.3.1 Costas编码信号 111 6.3.2多基地声呐正交 Costas编码信号 113 6.3.3多基地声呐正交 Costas编码调制信号 114 6.3.4多基地声呐双正交编码信号 115 6.4类生物多源分辨信号设计 120 6.4.1海洋哺乳动物叫声信号特征分析 121 6.4.2基于时频特征提取的类生物多源分辨信号建模 125 6.4.3基于稀疏表示的类生物多源分辨信号建模 129 6.5多基地目标回波信号辨识技术 135 6.5.1基于匹配滤波技术的多基地目标回波信号辨识技术 135 6.5.2基于解卷积模型的多基地目标回波信号辨识技术 137 参考文献 140 第7章 双/多基地水声信道空域复用技术 141 7.1直达波干扰模型 141 7.2旁瓣直达波干扰抑制方法 143 7.3主瓣直达波干扰抑制方法 146 7.4同向直达波干扰抑制方法 149 7.4.1发射声屏蔽 149 7.4.2发射声屏蔽抑制同向直达波性能分析 154 参考文献 163 索引 164 彩图