Page 150 - 《应用声学》2021年第1期

146 2021 年 1 月

果，图4(c)为本文方法处理后的结果。由图 4(b)、图
3 数值仿真与性能分析
4(c) 可看出在目标处出现了明显可分辨的峰值，但
为了验证本文方法的有效性，对底混响及目 经本文方法处理后，底混响被大幅度削弱，信混比得
标回波信号进行仿真。底混响依从 K 分布建模，目 到明显改善。经计算，预白化后匹配滤波可提高信
标回波信号与实际实验中发射信号一致，为中心 混比约5 dB，本文方法可提高信混比约9 dB。
频率 450 kHz、带宽 30 kHz、脉宽 1 ms 的线性调频
(Linear frequency modulation, LFM) 信号，同相 4 实验数据处理研究
正交 (In-phase/Quadrature, I/Q) 信号采样频率为
4.1 实验概况描述
30 kHz，原始信混比为12 dB。其所在位置为[301 330]
采样点，如图 4(a) 所示。将仿真回波信号按发射信 所处理实验数据为某次海试所得，水深约50 m，
号脉宽的两倍进行分段，并估计 AR 模型系数构 海底为泥沙底，模拟目标为铁质圆球，侧扫声呐在水
造白化滤波器。 图 4(b) 为预白化匹配滤波后的结 下25 m的状态下，沿不同方向进行扫描。

1.0 1.0
ᄬಖ
0.8 ᄬಖ 0.8
[301 330]
ॆʷӑࣨϙ 0.6 X: 301 ॆʷӑࣨϙ 0.6
Y: 0.4086
0.4
0.4
0.2
0.2
0
0 200 400 600 800 1000 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
᧔ನག஝
᧔ನག஝
(a) ຉ־ԣᄬಖڀฉ͌ᄾηՂ
(a) ΟੳܦչԔݽڀฉηՂ
1.0
ᄬಖ 1.0
[301 330] ᄬಖ
0.8
0.8
ॆʷӑࣨϙ 0.6 Y: 0.5019 ॆʷӑࣨϙ 0.6
X: 301
0.4

0.2 0.4
0.2
0
0 200 400 600 800 1000 0
᧔ನག஝ 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
᧔ನག஝
(b) ۳̆ARവیᮕᄇӑӜᦡ໚ฉܫေፇ౧
(b) ۳̆ARവیᮕᄇӑӜᦡ໚ฉܫေፇ౧
1.0
1.0
X: 301
0.8 Y: 0.7267 ᄬಖ
0.8
ᄬಖ
ॆʷӑࣨϙ 0.6 [301 330] ॆʷӑࣨϙ 0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0 0
0 200 400 600 800 1000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
᧔ನག஝ ᧔ನག஝
(c) ൓తΈೝ฾ˁMBSVDፇՌܫေፇ౧ (c) ൓తΈೝ฾ˁMBSVDፇՌܫေፇ౧
图 4 仿真信号及其处理结果 图 5 侧扫声呐回波数据处理结果
Fig. 4 Simulation signal and processing result Fig. 5 Echo data processing results of side-scan sonar