利用窄帶信號分類選擇寬帶聲成像信號探討

維普資訊

第３１卷 第６期

２００７年１２月

武漢理工大學學報（鴦 差）

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ８Ｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）

Ｖ０１．３１ Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２００７

利用窄帶信號分類選擇寬帶聲成像信號探討＊

顏禮彬Ｄ 杜 海 張靜遠”

（海軍工程大學” 武漢４３００３３） （海軍兵種指揮學院 ’ 廣州 ５１０４３０）

摘要：討論了利用現有對窄帶信號的分類來選擇需要的寬帶信號類型的方法．通過對寬帶成像模

型的分析以及比較寬帶模糊函數與窄帶模糊函數的聯系，指出在一定條件下，按照窄帶模糊函數

分類的信號其寬帶模糊函數具有相似的形狀，該方法可用于寬帶聲成像時對信號的選擇，仿真結

果表明該方法是一種比較系統的信號設計和選擇方案．

關鍵詞：寬帶信號；聲成像；模糊函數

中圖法分類號：Ｕ６６６．７５；ＴＮ９５８

在雷達、聲吶系統中進行窄帶信號設計的重 的相關輸出，否則輸出很低．對于高的輸出值，復

本信號自身的參數就提供了對接收信號有關參數

的估計．

要方法是，按信號模糊函數的形狀將信號分為４

類Ｌ１］：刀刃形、斜刀刃形、板釘形和圖釘形，根據目

標環境及雷達、聲吶的戰術技術要求選定合適的

對于發射信號廠（ｆ）和回波信號，一（ｆ），寬帶相

信號形式及參數，使系統的性能指標滿足要求．目

前對于窄帶信號模糊函數的研究已經有很長時

間，各種已知信號模糊函數的形狀基本有了分類，

關接收的輸出形式為

ＷＣ．ｚ（ｓ，ｒ）一￣／５ ｌｒ（ｔ）ｆ’（５（ —ｒ））ｄｔ（１）

窄帶相關接收的輸出形式為

ＮＣ，Ｉ（５，ｒ）一ｌ，‘（ｆ）／。’（ｆ—ｒ）ｅ一 ｄｆ （２）

Ｊ

而相對窄帶信號的模糊函數而言，信號的寬帶模

糊函數的表達形式一般是比較復雜的，即使是很簡

單的信號，其解析形式也很復雜，在多數情況下，

無法得到信號寬帶模糊函數的解析形式，這給寬

ｒ

寬帶模糊函數的定義是

ｒ

ＷＡｉｇ（ｓ，ｒ）一￣／５ Ｉｆ（ｔ）ｇ （５（ｆ—ｆ））ｄｆ （３）

帶模糊函數的研究帶來很大的不便．因此，如何借

鑒窄帶模糊函數的一些已知的結論和經驗，對于寬

帶模糊函數的研究具有重要的理論和工程意義．

式中：Ｓ為時間伸縮；ｒ為時間延遲；ｆ為發射信號；

ｇ為回波信號，如果取ｇ＝廠，為寬帶自模糊函數．

窄帶模糊函數的定義是

ｒ

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

１ 相關接收及模糊函數理論

在雷達、聲吶中，信號要經常比較相似程度，

一

式中：ｒ為時延； 為多卜勒頻移；ｆ為發射信號；

ｇ為回波信號，如果取ｇ＝ｆ，為窄帶自模糊函數．

觀察式（１）、（２）相關接收機的輸出可以發現，

寬帶模糊函數和窄帶模糊函數同相應的相關接收

般稱為信號的相關分析．在信號處理中，相關處

理是一種基本的思想，其原理是：對參考信號（發

機具有同樣的形式．

射信號或某一路的接收信號）進行不同的時間延

遲和時間伸縮（多普勒頻移）處理，得到需要的復

本信號，再將復本信號同接收信號進行相關運算，

２ 寬帶與窄帶模糊函數的比較

設信號廠（ｆ）的傅里葉變換為Ｆ（廠）．令

如果接收信號同某個復本信號匹配時，將得到高

收稿日期：２００７—０６一ｌ８

顏禮彬：男。３ｌ歲，博士生．主要研究領域為水聲信號處理

國家自然科學基金項目資助（批準號：６０２７２０６３）