合成孔徑聲吶（Synthetic Aperture Sonar,SAS）是一種具有較高分辨率的新型水下成像設(shè)備,在水下探測(cè)、海底成像等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。合成孔徑聲吶在水下使用特定裝置發(fā)射聲波信號(hào)形成波束對(duì)海底區(qū)域進(jìn)行掃描,并利用合成孔徑、信號(hào)處理等技術(shù)對(duì)接收的回波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理來實(shí)現(xiàn)對(duì)海底區(qū)域的成像。合成孔徑聲吶有正側(cè)視和斜視兩種成像模式。正側(cè)視模式的合成孔徑聲吶波束指向垂直于聲吶的運(yùn)動(dòng)方向且固定不變,這導(dǎo)致其應(yīng)用面較窄;斜視合成孔徑聲吶的波束指向可以在一定范圍內(nèi)發(fā)生改變,具有較強(qiáng)的靈活性,不僅能探測(cè)SAS的前方或后方區(qū)域,還可以提高發(fā)射源的隱蔽性和安全性,因而具有更廣闊的應(yīng)用前景。目前關(guān)于斜視SAS成像算法的研究相對(duì)較少,由于斜視SAS的回波數(shù)據(jù)存在多普勒調(diào)頻效率低、合成孔徑時(shí)間較長、距離-方位耦合劇烈等諸多問題,導(dǎo)致傳統(tǒng)的合成孔徑聲吶成像算法如距離多普勒算法、調(diào)頻變標(biāo)算法等不再適用。因此,本文重點(diǎn)研究適用于斜視合成孔徑聲吶的非線性調(diào)頻變標(biāo)（Non-Linear Chirp Scaling,NLCS）成像算法,并對(duì)其做了改進(jìn),具體內(nèi)容如下:針對(duì)斜視SAS回波信號(hào)的距離方位耦合量較大... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

改進(jìn)圓模型距離徙動(dòng)校正后的結(jié)果

21 302 2222130 4032222404+( )( )2 2( )( )3 3 6+( )( )4 8c cc m ccc m cm ck t t tkk k tk t t tkkt t (4.27)式(4.27)中，常數(shù)項(xiàng)表示距離偏移量，其余各項(xiàng)表示殘余距離徙動(dòng)后的偏移誤差。經(jīng)過上述處理，高階的距離徙動(dòng)校正的濾波函數(shù)如下：20 2 30 3 404 21( , ; ) exp ( )2BSRC r m cref m m m rr c c ck k kH f t r j t t t fK cf cf cf (4.28)其中 ki0（i=2,3,4）表示參考點(diǎn)斜距展開式系數(shù)。與傳統(tǒng)的距離向處理方式相比，本章提出的圓模型對(duì)距離徙動(dòng)的校正具有更好的效果。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，接下來對(duì)使用圓模型進(jìn)行距離徙動(dòng)校正的結(jié)果進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，選取五個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，分別位于方位向時(shí)間的 0 時(shí)刻、距離向 360m，400m，440m 處，以及方位時(shí)間±4.5s時(shí)刻、距離向 400m 處，對(duì)點(diǎn)目標(biāo)的合成孔徑時(shí)間為 4.53s。距離徙動(dòng)校正后的效果如圖 4.4和 4.5 所示，其中圖 4.5 為圖 4.4 中左側(cè)邊緣點(diǎn)處理結(jié)果放大效果圖。

圖 4.6 傳統(tǒng)方法距離徙動(dòng)校正后的結(jié)果 圖 4.7 左側(cè)邊緣點(diǎn)處理結(jié)果放大后的效果圖圖 4.5 中邊緣點(diǎn)目標(biāo)距離徙動(dòng)校正后，回波信號(hào)在方位向上已經(jīng)被完全拉直，圖 4.7 中邊緣點(diǎn)目標(biāo)的回波信號(hào)在方位向上出現(xiàn)一定的偏差，這將對(duì)接下來的方位壓縮產(chǎn)生不利影響，最終導(dǎo)致的成像效果不佳。4.3 基于圓模型的方位向處理4.3.1 多普勒相位的方位空變性分析經(jīng)過剩余距離徙動(dòng)校正，將信號(hào)轉(zhuǎn)變到距離時(shí)域方位頻域，并展開成方位頻域的頻率 fa的泰勒級(jí)數(shù)： 2 33 0 1 2 3( ; , ) exp ( , ) ( , ) ( , ) ( , )a c c c c c c a c c a c c aS f r t j r t r t f r t f r t f (4.29)其中 0表示常數(shù)項(xiàng)，和 1表示線性相位，該項(xiàng)包含點(diǎn)目標(biāo)的方位向位置信息， 2=-π/Ka和 3反映了方位向調(diào)制信息，其中方位向的多普勒調(diào)頻率2 22 cosacvKr (4.30)可以看出具有相同初始距離 R(0;rc,tc)的點(diǎn)目標(biāo)在經(jīng)過距離徙動(dòng)校正之后將處于同一距離單元，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]雙站合成孔徑雷達(dá)成像算法研究[D]. 鐘華.上海交通大學(xué) 2009

碩士論文
[1]合成孔徑聲吶成像算法研究及MATLAB仿真[D]. 陳麗.杭州電子科技大學(xué) 2016
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[3]合成孔徑聲納聚焦成像算法研究[D]. 田豐.武漢理工大學(xué) 2009
[4]合成孔徑聲納技術(shù)研究[D]. 錢剛.西北工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號(hào)：2918484