本技术旨在解决传统主动声呐在弱目标探测中存在的距离短、时间长和周期数少的问题,提出了一种结合连续波MIMO声呐和多普勒滤波技术的弱目标稳健高增益探测方法。
背景技术
随着水声目标主动隐身能力的不断提升,目标强度显著降低,主动声呐的作用距离也显著降低,因为当目标位于较远距离时,目标回波变得很弱,此时主动声呐同时面临低信混比和低信噪比工作条件。基于上述原因,如何利用主动声呐在更远距离上探测到感兴趣的目标已经成为当前研究的热点与难点。
目前,在主动声呐探测相关的技术领域中,主要采用单个阵元发射、多个阵元接收的主动声呐系统(SIMO:single-input multiple-output)。这类传统主动声呐在探测时主要采用重复周期性探测的工作方式,而为了避免临近周期之间的回波相互干扰,传统主动声呐就需要设置足够长的探测周期间隔,以确保远处目标的散射信号都回来后,再继续发射下一个周期的探测信号。虽然利用足够长的探测周期能提高目标探测能力,但由于探测周期间隔过长,非合作目标可以进行对抗,导致传统主动声呐在有限时间内能够累积的周期数过少,从而导致多周期累积增益较低,难以在短时间内有效探测弱目标,最终探测失败。
有部分学者利用连续波主动声呐(CAS:continuous active sonar)发射高占空比的信号来获得更高的数据更新率,从而提高主动声呐的探测能力,但是现有技术的CAS声呐利用单一发射信号获得的探测周期数量有限,且需要较长的探测时间,难以满足弱目标探测需求。为了在短时间内获得多个探测周期,提高对弱目标探测性能的潜力,也可以采用多输入多输出(MIMO:multiple-input multiple-output)声呐,但是现有技术中的MIMO声呐在其单个周期内发射的信号数量受发射换能器数量限制,难以满足弱目标探测需求。
综上,已有的利用主动声呐的目标探测方法受限于探测距离短、探测时间长、探测周期数少等缺陷,因此,我们急需提出一种具有优于传统主动声呐的弱目标探测性能的方法。
实现思路