合成孔径声呐成像算法研究及MATLAB仿真_毕业论文.pdf

合成孔径声呐成像算法研究及MATLAB仿真 一、合成孔径声呐技术的原理 合成孔径声呐技术是一种新型的高分辨率的水声成像技术，它利用小孔径基阵沿航线匀速运动时，周期性的发送线性调频信号，将接收到的回波信号进行相干累加，形成虚拟的大孔径基阵，实现方位向的高分辨率。 二、合成孔径声呐技术的优点和缺点 合成孔径声呐技术突出的优点在于目标的方位向分辨率仅与基阵的孔径大小有关，与目标的所在位置或者发射信号的频率无关。但是合成孔径也存在着缺点：一是对基阵的运动有着严格的要求，因为合成孔径需要相累加的回波信号必须是相干的；二是需要处理的数据量大，系统比较复杂，这点随着计算机技术的发展已经得到了缓解。 三、时域延时求和算法 时域延时求和算法是合成孔径声呐技术中的一种常用算法，但当探测距离变远后，合成孔径声呐的有效长度大大增加，要处理的数据量增多，使得时域延时求和算法不能满足实时性处理的要求。 四、波数域算法 波数域算法是合成孔径声呐技术中的一种新的算法，本文对波数域算法的实现细节进行了分析，并对其与时域延时求和算法的性能进行了比较，结果表明波数域算法的精确度与时域延时求和算法相差无几，但运算量却远远小于时域延时求和算法。 五、信号处理技术 信号处理技术是合成孔径声呐技术中的关键技术，本文对经典成像算法研究，包括时域延时求和算法、距离多普勒算法、Chirp-Scaling 算法、波数域算法等，并对多子阵技术中的数据融合技术和空间采样不均匀时相位补偿方法进行了研究。 六、运动补偿算法 运动补偿算法是合成孔径声呐技术中的一个重要问题，本文对单子阵的相位梯度自聚焦算法和多子阵的冗余相位中心算法进行了研究，并对运动补偿算法的正确性进行了验证。 七、MATLAB仿真 本文通过MATLAB仿真验证了波数域算法和时域延时求和算法的性能，并对不同场景宽度和插值法对波数域算法的影响进行了研究。 合成孔径声呐技术是一种高分辨率的水声成像技术，但它也存在着一些缺点，为了解决这些问题，本文对波数域算法和运动补偿算法进行了研究，并对其性能进行了验证。本文的研究结果可以为合成孔径声呐技术的发展提供一定的参考意义。