利用窄带信号分类选择宽带声成像信号探讨

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第３１卷 第６期

２００７年１２月

武汉理工大学学报（鸯 差）

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ８Ｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）

Ｖ０１．３１ Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２００７

利用窄带信号分类选择宽带声成像信号探讨＊

颜礼彬Ｄ 杜 海 张静远”

（海军工程大学” 武汉４３００３３） （海军兵种指挥学院 ’ 广州 ５１０４３０）

摘要：讨论了利用现有对窄带信号的分类来选择需要的宽带信号类型的方法．通过对宽带成像模

型的分析以及比较宽带模糊函数与窄带模糊函数的联系，指出在一定条件下，按照窄带模糊函数

分类的信号其宽带模糊函数具有相似的形状，该方法可用于宽带声成像时对信号的选择，仿真结

果表明该方法是一种比较系统的信号设计和选择方案．

关键词：宽带信号；声成像；模糊函数

中图法分类号：Ｕ６６６．７５；ＴＮ９５８

在雷达、声呐系统中进行窄带信号设计的重 的相关输出，否则输出很低．对于高的输出值，复

本信号自身的参数就提供了对接收信号有关参数

的估计．

要方法是，按信号模糊函数的形状将信号分为４

类Ｌ１］：刀刃形、斜刀刃形、板钉形和图钉形，根据目

标环境及雷达、声呐的战术技术要求选定合适的

对于发射信号厂（ｆ）和回波信号，一（ｆ），宽带相

信号形式及参数，使系统的性能指标满足要求．目

前对于窄带信号模糊函数的研究已经有很长时

间，各种已知信号模糊函数的形状基本有了分类，

关接收的输出形式为

ＷＣ．ｚ（ｓ，ｒ）一￣／５ ｌｒ（ｔ）ｆ’（５（ —ｒ））ｄｔ（１）

窄带相关接收的输出形式为

ＮＣ，Ｉ（５，ｒ）一ｌ，‘（ｆ）／。’（ｆ—ｒ）ｅ一 ｄｆ （２）

Ｊ

而相对窄带信号的模糊函数而言，信号的宽带模

糊函数的表达形式一般是比较复杂的，即使是很简

单的信号，其解析形式也很复杂，在多数情况下，

无法得到信号宽带模糊函数的解析形式，这给宽

ｒ

宽带模糊函数的定义是

ｒ

ＷＡｉｇ（ｓ，ｒ）一￣／５ Ｉｆ（ｔ）ｇ （５（ｆ—ｆ））ｄｆ （３）

带模糊函数的研究带来很大的不便．因此，如何借

鉴窄带模糊函数的一些已知的结论和经验，对于宽

带模糊函数的研究具有重要的理论和工程意义．

式中：Ｓ为时间伸缩；ｒ为时间延迟；ｆ为发射信号；

ｇ为回波信号，如果取ｇ＝厂，为宽带自模糊函数．

窄带模糊函数的定义是

ｒ

ＮＡｚｇ（ｒ，／ ）一Ｉ ｆ（ｔ）ｇ （ｆ——ｒ）ｅ一 。 Ｉｇｄｔ （４）

１ 相关接收及模糊函数理论

在雷达、声呐中，信号要经常比较相似程度，

一

式中：ｒ为时延； 为多卜勒频移；ｆ为发射信号；

ｇ为回波信号，如果取ｇ＝ｆ，为窄带自模糊函数．

观察式（１）、（２）相关接收机的输出可以发现，

宽带模糊函数和窄带模糊函数同相应的相关接收

般称为信号的相关分析．在信号处理中，相关处

理是一种基本的思想，其原理是：对参考信号（发

机具有同样的形式．

射信号或某一路的接收信号）进行不同的时间延

迟和时间伸缩（多普勒频移）处理，得到需要的复

本信号，再将复本信号同接收信号进行相关运算，

２ 宽带与窄带模糊函数的比较

设信号厂（ｆ）的傅里叶变换为Ｆ（厂）．令

如果接收信号同某个复本信号匹配时，将得到高

收稿日期：２００７—０６一ｌ８

颜礼彬：男。３ｌ岁，博士生．主要研究领域为水声信号处理

国家自然科学基金项目资助（批准号：６０２７２０６３）