水中靜態目標聲散射信號分析（簡體書）

《水中靜態目標聲散射信號分析》系統而深入地介紹了水中靜態目標聲散射機理的主要理論及其信號處理算法，結合目標聲散射的實驗結果，建立了與水中目標聲散射物理規律相匹配的信號分析與處理的框架。《水中靜態目標聲散射信號分析》圍繞水中目標聲散射理論、信號處理技術及實驗三個方面展開研究，主要內容包括水中目標聲散射的基本概念、基本理論，以及聲散射特性、目標聲散射回波信號時頻域特徵、多角度聲散射特徵、水中目標聲散射實驗研究等。

目錄



叢書前言



自序



第1章 緒論 1



1.1 概述 1



1.2 水下目標聲散射物理機理及其信號處理方法 4



1.2.1 水下目標聲散射理論 5



1.2.2 水下目標信號處理 7



參考文獻 10



第2章 水下目標聲散射理論基礎 16



2.1 目標強度 17



2.2 目標散射聲場微分方程及相關解法 19



2.2.1 目標散射聲場微分方程 19



2.2.2 簡正級數解 25



2.2.3 共振散射理論 27



2.3 目標散射聲場積分方程及相關解法 30



2.3.1 目標散射聲場積分方程 31



2.3.2 邊界元法和有限元法 37



2.3.3 Kirchhoff近似方法 39



2.3.4 亮點模型 41



2.4 典型形狀目標聲散射特性分析 42



2.4.1 目標聲散射成分及特性分析 42



2.4.2 水下典型形狀目標聲散射 45



2.5 水中目標聲散射實驗研究 67



2.5.1 消聲水池懸吊目標散射特性測量實驗 67



2.5.2 基於亮點模型的實驗目標模型聲散射特性分析 69



2.5.3 實驗目標模型聲散射特性理論計算分析 76



2.5.4 實驗目標模型數據處理結果分析 77



參考文獻 82



附錄 84



第3章 小波變換域水下目標聲散射回波特性分析 90



3.1 小波變換理論概述 90



3.1.1 基於Fourier分析的小波變換 90



3.1.2 小波分析的優勢 90



3.2 小波分析基礎 92



3.2.1 連續小波變換 92



3.2.2 離散小波變換 96



3.3 小波變換的目標回波分析 102



3.3.1 目標回波頻譜結構理論分析 103



3.3.2 目標回波頻域特性的小波仿真分析 107



3.4 實驗數據處理 115



3.4.1 FCWT處理分析 115



3.4.2 FDWT處理分析 117



參考文獻 118



第4章 時頻域水下目標聲散射回波特性分析 119



4.1 多分量線性調頻信號的Wigner-Ville分佈交叉項去除 119



4.1.1 Wigner-Ville分佈 119



4.1.2 WVD坐標旋轉濾波的交叉項去除 122



4.1.3 實驗數據處理 130



4.2 時頻域圖像形態學濾波交叉項去除 131



4.2.1 形態學基本運算 131



4.2.2 目標回波交叉項抑制的形態學方法 138



4.2.3 實驗數據處理 141



4.3 WVD-Hough變換方法 148



4.3.1 Hough變換 148



4.3.2 WVD-Hough變換的特徵提取 153



4.3.3 目標回波時頻特徵選擇方法 158



4.4 徑向高斯核時頻分析方法的聲散射信號結構提取 159



4.4.1 自適應徑向高斯核時頻分佈 160



4.4.2 RARGK時頻分析方法 167



4.4.3 實驗數據處理 173



4.5 乘積高階模糊函數的聲散射信號時頻特性分析 175



4.5.1 乘積高階模糊函數 175



4.5.2 乘積高階模糊函數核的時頻分佈 179



4.5.3 乘積高階模糊函數與核函數的設計 180



4.5.4 多分量LFM信號理想核函數的時頻分佈 182



4.5.5 實驗數據處理 183



參考文獻 188



第5章 分數階Fourier變換域水下目標聲散射回波特性分析 190



5.1 分數階Fourier變換 190



5.1.1 分數階Fourier變換的定義 190



5.1.2 分數階Fourier變換的相關性質 191



5.1.3 分數階Fourier變換的數值計算 192



5.2 目標幾何聲散射回波的分數階Fourier變換 193



5.2.1 鏡反射回波 193



5.2.2 棱角反射回波 195



5.3 聲散射回波在離散分數階Fourier變換域的分辨 198



5.3.1 離散分數階Fourier變換域下散射回波的特性 198



5.3.2 仿真分析 200



5.3.3 實驗數據處理 201



參考文獻 204



第6章 水下目標多角度聲散射特徵 206



6.1 目標聲散射成分信號分離 206



6.1.1 目標回波解調頻 206



6.1.2 仿真分析 207



6.2 目標幾何聲散射時延估計 213



6.2.1 時延的譜估計方法 213



6.2.2 仿真分析 215



6.3 實驗數據處理 217



6.3.1 目標回波結構分析 217



6.3.2 目標聲散射時延估計 223



參考文獻 228